二氧化锰的结构与制备

二氧化锰（化学式：MnO2）为黑色或棕色的固体，是锰最稳定的氧化物，经常出现于软锰矿及锰结核中。软锰矿是含锰的主矿物；锰结核(海底岩石凝固物)也含有锰的成分。二氧化锰主要用途为制造干电池，如碳锌电池和碱性电池；也常在化学反应中作为催化剂，如制造氧气；或作为酸性溶液中的强氧化剂。也可以作为有机合成中的试剂(氧化剂)，例如用于烯丙醇的氧化。二氧化锰也用作颜料，并作为其它锰化合物如高锰酸钾（KMnO4）的前体。α多晶型物中的二氧化锰可以在氧化锰八面体（多个八面体）之间的“隧道”或“通道”中并入多种原子（以及水分子）。人们对于α-MnO2作为锂离子电池阴极的可能性有相当大的兴趣。

结构

已经有许多二氧化锰的多晶型物，以及水合形式被提出来。二氧化锰像许多其他二氧化物一样，以金红石晶体结构（这种多晶型称为β-MnO2）方式结晶，具有三配位氧化物和八面体金属中心。二氧化锰是典型的非化合比化合物，具氧原子空缺。这种复杂的固态化合物与有机合成中“新制备”二氧化锰的方法有关。需要说明的是，二氧化锰的α-多晶型物具有非常开放的结构，有可以容纳金属原子的“通道”，例如银或钡。在紧密相关的伴生矿物后，通常被称为锰钡矿(Hollandite)。

制备方法

天然的二氧化锰含有杂质和大量的三氧化二锰（Manganese(III) oxide）。只有少数的矿床含有电池工业所需纯度足够的γ型态结晶。

电池和铁氧体(Ferrite)的生产（二氧化锰的两种主要用途）需要高纯度的二氧化锰。生产电池所需要的是“电解级二氧化锰”；而生产铁氧体需要“化学级二氧化锰”。

一种副产二氧化锰的精制新方法，其特征在于包括以下步骤： 

(1)用15-20%稀硫酸处理粗品MnO2，其中混杂在MnO2的MnCO3或MnO等可溶解生成MnSO4,同时粗品MnO2中少量a、P晶型向Y型转型，从而提高MnO2的活性及纯度； 

(2)氧化处理上述液体，向步骤（I)处理过含二氧化锰的液体中加入2-3%强氧化剂过硫酸铵，加热至45-50°C，搅拌20-30min，溶液中的Mn2+转化成MnO2 ；

 (3)将步骤（2)处理过的溶液过滤、洗涤、烘干即得产品精制二氧化锰。