1313-13-9 / 二氧化錳的結構與制備

二氧化錳（化學式：MnO2）為黑色或棕色的固體，是錳最穩定的氧化物，經常出現于軟錳礦及錳結核中。軟錳礦是含錳的主礦物；錳結核(海底巖石凝固物)也含有錳的成分。二氧化錳主要用途為制造干電池，如碳鋅電池和堿性電池；也常在化學反應中作為催化劑，如制造氧氣；或作為酸性溶液中的強氧化劑。也可以作為有機合成中的試劑(氧化劑)，例如用于烯丙醇的氧化。二氧化錳也用作顏料，并作為其它錳化合物如高錳酸鉀（KMnO4）的前體。α多晶型物中的二氧化錳可以在氧化錳八面體（多個八面體）之間的“隧道”或“通道”中并入多種原子（以及水分子）。人們對于α-MnO2作為鋰離子電池陰極的可能性有相當大的興趣。

結構

已經有許多二氧化錳的多晶型物，以及水合形式被提出來。二氧化錳像許多其他二氧化物一樣，以金紅石晶體結構（這種多晶型稱為β-MnO2）方式結晶，具有三配位氧化物和八面體金屬中心。二氧化錳是典型的非化合比化合物，具氧原子空缺。這種復雜的固態化合物與有機合成中“新制備”二氧化錳的方法有關。需要說明的是，二氧化錳的α-多晶型物具有非常開放的結構，有可以容納金屬原子的“通道”，例如銀或鋇。在緊密相關的伴生礦物后，通常被稱為錳鋇礦(Hollandite)。

制備方法

天然的二氧化錳含有雜質和大量的三氧化二錳（Manganese(III) oxide）。只有少數的礦床含有電池工業所需純度足夠的γ型態結晶。

電池和鐵氧體(Ferrite)的生產（二氧化錳的兩種主要用途）需要高純度的二氧化錳。生產電池所需要的是“電解級二氧化錳”；而生產鐵氧體需要“化學級二氧化錳”。

一種副產二氧化錳的精制新方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)用15-20%稀硫酸處理粗品MnO2，其中混雜在MnO2的MnCO3或MnO等可溶解生成MnSO4,同時粗品MnO2中少量a、P晶型向Y型轉型，從而提高MnO2的活性及純度；

(2)氧化處理上述液體，向步驟（I)處理過含二氧化錳的液體中加入2-3%強氧化劑過硫酸銨，加熱至45-50°C，攪拌20-30min，溶液中的Mn2+轉化成MnO2 ；

(3)將步驟（2)處理過的溶液過濾、洗滌、烘干即得產品精制二氧化錳。