七氧化二锰的主要应用

背景及概述^[1-2]

天然锰矿即锰氧化物矿物作为天然的污染治理材料，其活性成分包括氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰及七氧化二锰，而结构通常呈[MnO]八面体，这种[MnO]八面体之间可相互通过共棱或着共角的方式进行连接，连接而成的整体会形成隧道状或层状氧化锰结晶化合物，因此在一定条件下有较强的吸附和催化氧化作用，其对有毒有害物质的去除与降解主要基于以下属性：锰氧化物矿物一般为微米级或纳米级颗粒，具有孔道或层状结构，在颗粒的内外表面拥有较大的比表面积，锰氧化物矿物的吸附作用主要是矿物外表面的吸附和矿物结构的吸附。锰在自然界中的氧化物或氢氧化物表现出较强的氧化还原能力，其氧化还原性与外界条件有很大关系，同时也依赖于反应物质的氧化还原电位，其氧化还原作用包括表面氧化还原和结构中的氧化还原。锰氧化物矿物具有较大的比表面积，对许多反应都有很好的催化作用，同时它也可将一些催化剂吸附到孔道中，作为催化剂的载体，天然锰矿表面的Mn-O自由基对一些化学反应也具有相当大的催化作用。七氧化二锰化学式Mn₂O₇。分子量221.88。暗红色具有特殊臭味的油状物。具有吸湿性，在湿空气中边释放含有臭氧的氧气边分解。在无水-10℃低温条件下稳定。熔点5.9℃，相对密度2.396。能溶于冷水、硫酸，在热水中分解。55℃分解，95℃或真空下10℃爆炸，与有机物极易发生爆炸性反应。在爆炸时分解生成α-型，但当慢慢分解时生成γ-型。制法：在控制适当温度下使硫酸与很纯的高锰酸钾在干燥的反应器内小心进行反应而得。。

应用^[1-2]

七氧化二锰可用于制备一种锰氧化物MnO负载纳米零价铁复合材料，包括如下步骤：

S1、将天然锰矿粉碎后煅烧，得到包含活性成分MnO的矿物粉体；所述天然锰矿中锰氧化物的含量≥80wt％。具体可选择软锰矿、硬锰矿；具体步骤为将天然锰矿粉碎至粒径为1-10μm，优选地，将天然锰矿粉碎后在300-900℃下煅烧2-4h。所述MnO为氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰及七氧化二锰中的一种或两种以上的混合物。

S2、将铁盐和S1得到的包含活性成分MnO的矿物粉体充分混合后，加入还原剂进行还原反应，得到所述锰氧化物MnO负载纳米零价铁。所述铁盐为亚铁盐或者三价铁盐，优选为FeCl·4HO、FeSO·7HO、Fe(NO)·6HO或FeCl·6HO；所述还原剂为硼氢化钠或者硼氢化钾。具体步骤为：将铁盐和S1得到的包含活性成分MnO的矿物粉体加入到水和乙醇的混合溶剂中搅拌20-30h后充分混合，过滤，烘干后，加入溶有还原剂的水溶液进行还原反应，分离，烘干，得到所述锰氧化物MnO负载纳米零价铁；优选地，加入溶有还原剂的水溶液进行还原反应之前通入氮气0.5-1h。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] CN201811094255.3 一种锰氧化物MnO负载纳米零价铁复合材料及其制备方法和应用