四氧化三錳

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四氧化三錳[1]
IUPAC名
Manganese(II) dimanganese(III) oxide
別名 氧化錳(II,III)
黑錳礦
識別
CAS號 1317-35-7  ✓
PubChem 14825
SMILES
RTECS OP0895000
性質
化學式 Mn3O4

MnO·Mn2O3

摩爾質量 228.8118 g·mol⁻¹
外觀 暗紅色、褐色至黑色無臭粉末
密度 4.86 g/cm3
熔點 1567 °C
沸點 2847 °C[2]
溶解性 不溶於水
溶解性(其他) 溶於鹽酸
危險性
歐盟分類 有害 (Xn)
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

四氧化三錳是一種無機化合物化學式為Mn3O4

性質[編輯]

四氧化三錳是一種黑色四方結晶,經灼燒成結晶,屬於尖晶石類,離子結構為 ,其中二價和三價錳離子分布在兩種不同的晶格位置上。氧離子為立方緊密堆積,二價錳離子占四面體空隙,三價錳離子占八面體空隙。溫度1443K以下時四氧化三錳為變形的四方晶系尖晶石結構,變形原因為姜-泰勒效應;1443K以上則為立方尖晶石結構。[3]

室溫下四氧化三錳是順磁性,但在41~43K以下時則有亞鐵磁性[4]

四氧化三錳在自然界中以黑錳礦形式存在,是最穩定的氧化物。不溶於水,可溶於鹽酸

製備[編輯]

1、由金屬錳或錳氧化物(如二氧化錳)、氫氧化物、碳酸鹽、亞硫酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽及高錳酸鹽在空氣或氧氣中於1000°C灼燒,經冷卻、粉碎製得。[3]

2、二氧化錳水錳礦先焙燒成三氧化二錳,再在甲烷存在下,於250~500°C進一步被還原為四氧化三錳。[3]

最近有很多製備四氧化三錳納米晶的研究。[5][6][7]

用途[編輯]

四氧化三錳主要用於電子工業,用作軟磁鐵氧體的生產原料、電子計算機中存儲信息的磁芯、磁盤和磁帶、電話用變壓器和高品質電感器、電視回掃變壓器、磁記錄用磁頭、電感器、磁放大器、飽和電感器、天線棒等。此外也用作塗料和油漆的色料。[3]

四氧化三錳可用作很多反應的催化劑,例如甲烷一氧化碳的氧化反應[8][9]一氧化氮的分解反應[10]硝基苯的還原反應[11]以及有機物的催化燃燒[12]等。

參考資料[編輯]

  1. ^ Record of CAS RN 1317-35-7 in the GESTIS Substance Database from the IFA英語Institute for Occupational Safety and Health
  2. ^ www.oehha.ca.gov 網際網路檔案館存檔,存檔日期2009-10-13.
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 中國化工產品大全 上卷,Bc204 四氧化三錳,頁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