四氧化三锰

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四氧化三锰[1]
IUPAC名
Manganese(II) dimanganese(III) oxide
别名 氧化锰(II,III)
黑锰矿
识别
CAS号 1317-35-7  ✓
PubChem 14825
SMILES
RTECS OP0895000
性质
化学式 Mn3O4

MnO·Mn2O3

摩尔质量 228.8118 g·mol⁻¹
外观 暗红色、褐色至黑色无臭粉末
密度 4.86 g/cm3
熔点 1567 °C
沸点 2847 °C[2]
溶解性 不溶于水
溶解性(其他) 溶于盐酸
危险性
欧盟分类 有害 (Xn)
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

四氧化三锰是一种无机化合物化学式为Mn3O4

性质[编辑]

四氧化三锰是一种黑色四方结晶,经灼烧成结晶,属于尖晶石类,离子结构为 ,其中二价和三价锰离子分布在两种不同的晶格位置上。氧离子为立方紧密堆积,二价锰离子占四面体空隙,三价锰离子占八面体空隙。温度1443K以下时四氧化三锰为变形的四方晶系尖晶石结构,变形原因为姜-泰勒效应;1443K以上则为立方尖晶石结构。[3]

室温下四氧化三锰是顺磁性,但在41~43K以下时则有亚铁磁性[4]

四氧化三锰在自然界中以黑锰矿形式存在,是最稳定的氧化物。不溶于水,可溶于盐酸

制备[编辑]

1、由金属锰或锰氧化物(如二氧化锰)、氢氧化物、碳酸盐、亚硫酸盐、硫酸盐、硝酸盐及高锰酸盐在空气或氧气中于1000°C灼烧,经冷却、粉碎制得。[3]

2、二氧化锰水锰矿先焙烧成三氧化二锰,再在甲烷存在下,于250~500°C进一步被还原为四氧化三锰。[3]

最近有很多制备四氧化三锰纳米晶的研究。[5][6][7]

用途[编辑]

四氧化三锰主要用于电子工业,用作软磁铁氧体的生产原料、电子计算机中存储信息的磁芯、磁盘和磁带、电话用变压器和高品质电感器、电视回扫变压器、磁记录用磁头、电感器、磁放大器、饱和电感器、天线棒等。此外也用作涂料和油漆的色料。[3]

四氧化三锰可用作很多反应的催化剂,例如甲烷一氧化碳的氧化反应[8][9]一氧化氮的分解反应[10]硝基苯的还原反应[11]以及有机物的催化燃烧[12]等。

参考资料[编辑]

  1. ^ Record of CAS RN 1317-35-7 in the GESTIS Substance Database from the IFA英语Institute for Occupational Safety and Health
  2. ^ www.oehha.ca.gov 互联网档案馆存檔,存档日期2009-10-13.
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 中国化工产品大全 上卷,Bc204 四氧化三锰,页195
  4. ^ Magnetic Structure of Mn3O4 by Neutron Diffraction Boucher B., Buhl R., Perrin M., J. Appl. Phys. 42, 1615 (1971); doi:10.1063/1.1660364
  5. ^ Hausmannite Mn3O4 nanorods: synthesis, characterization and magnetic properties Jin Du et al. Nanotechnology, (2006),17 4923-4928, doi: 10.1088/0957-4484/17/19/024
  6. ^ One-step synthesis of Mn3O4 nanoparticles: Structural and magnetic study Vázquez-Olmos A., Redón R, Rodríguez-Gattorno G., Mata-Zamora M.E., Morales-Leal F, Fernández-Osorio A.L, Saniger J.M. Journal of Colloid and Interface Science, 291, 1, (2005), 175-180 doi:10.1016/j.jcis.2005.05.005
  7. ^ Use of Carbonaceous Polysaccharide Microspheres as Templates for Fabricating Metal Oxide Hollow Spheres Xiaoming Sun, Junfeng Liu , Yadong Li, Chemistry - A European Journal ,(2005), 12, 7 , 2039 – 2047 , doi:10.1002/chem.200500660
  8. ^ The reduction and oxidation behaviour of manganese oxides Stobhe E.R, de Boer A.D., Geus J.W., Catalysis Today. (1999), 47, 161–167. doi:10.1016/S0920-5861(98)00296-X
  9. ^ An in situ XRD investigation of singly and doubly promoted manganese oxide methane coupling catalysts.Moggridge G.D, Rayment T, Lambert R.M. Journal of Catalysis, (1992), 134, 242–252, doi:10.1016/0021-9517(92)90225-7
  10. ^ NO Decomposition over Mn2O3 and Mn3O4. Yamashita T, Vannice A., Journal of Catalysis (1996),163, 158–168, doi:10.1006/jcat.1996.0315
  11. ^ Selective reduction of nitrobenzene to nitrosobenzene over different kinds of trimanganese tetroxide catalysts.Wang W.M., Yang Y.N., Zhang J.Y., Applied Catalysis A. (1995), 133, 1, 81–93 doi:10.1016/0926-860X(95)00186-7
  12. ^ Catalytic combustion of C3 hydrocarbons and oxygenates over Mn3O4. Baldi M, Finocchio E, Milella F, Busca G., Applied Catalysis B. (1998), 16, 1, 43–51, doi:10.1016/S0926-3373(97)00061-1