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发布人:湖南永硕新材料科技有限公司
发布日期:2025/7/16 16:28:29
以下是关于二氧化锰结构、性质和用途的介绍:
结构
二氧化锰晶体的结构单元是(MnO₆)八面体,Mn原子位于八面体中心,六个氧原子位于八面体顶角,通过共角或共边的方式,基于氧原子进行六方紧密堆积或立方紧密堆积形成各种晶型,主要包括:
- α-MnO₂:(MnO₆)八面体成六方密堆积,具有(1X1)与(2X2)的隧道结构,可容纳K⁺、Ba²⁺等阳离子和H₂O分子。
- β-MnO₂:属于四方晶系,金红石结构,空间群为P4₂/mnm,(MnO₆)八面体共边,形成(1X1)空隙的隧道结构,隧道截面积小。
- γ-MnO₂:为(1X1)与(2X1)隧道交错生长而成的密排六方结构,隧道平均截面积较大,放电时极化较小,活性较高。
- δ-MnO₂:具有层状结构,属于单斜晶系,空间群为C2/m,层间常含有H₂O和外来阳离子,有利于带电粒子在晶格中的移动。
性质
- 物理性质:常温下为黑色无定型粉末或黑色斜方晶体,密度5.026g/cm³,熔点535℃(分解),不溶于水、稀酸和稀碱 。
- 化学性质:常温下稳定,加热超过530℃分解生成氧化锰(III)和氧气,接近1000℃时分解生成Mn₃O₄,更高温度分解得到MnO;与浓酸、浓碱可反应,在中性介质中稳定,碱性介质中具还原性,酸性介质中是强氧化剂 。
用途
- 电池工业:是碱性电池、锌碳电池等干电池的重要电极材料,参与电池内部的电化学反应,储存和释放电能 。
- 化工领域:作为常用氧化剂,用于氧化醇、醛和酮等有机化合物;也是制备高锰酸钾等其他含锰化合物的重要前体 。
- 催化领域:可催化过氧化氢分解制氧气、氯酸钾分解制氧气等反应 。
- 玻璃与陶瓷行业:在玻璃工业中用作脱色剂、漂白剂,还能促进氧化反应;在陶瓷行业中用作着色剂、助熔剂,能降低陶瓷釉料的熔化温度,提高陶瓷釉面的硬度和耐磨性 。
- 环保领域:作为废水处理中的氧化剂,将废水中的有害物质转化为无害物质;还可作为空气净化材料,通过催化氧化反应将空气中有害气体转化为无害物质。