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二氧化錳作為催化劑

發(fā)布時(shí)間：2020-06-16 15:55瀏覽次數(shù)：
        二氧化錳可以催化劑，用做過氧化氫(雙氧水)分解制氧氣時(shí)的催化劑；用做加熱氯酸鉀分解制氧氣時(shí)的催化劑；高錳酸鉀分解反應(yīng)中，二氧化錳作為高錳酸鉀的自催化劑。
 
       二氧化錳（自然界以軟錳礦形式存在）。物理性狀：黑色無定形粉末，或黑色斜方晶體。溶解性：難溶于水、弱酸、弱堿、硝酸、冷硫酸，加熱情況下溶于濃鹽酸而產(chǎn)生氯氣。
 
       二氧化錳是[MnO?]八面體，氧原子在八面體角頂上，錳原子在八面體中， [MnO?]八面體共棱連接形成單鏈或雙鏈，這些鏈和其它鏈共頂，形成空隙的隧道結(jié)構(gòu)，八面體或成六方密堆積，或成立方密堆積。

制備方法
 
       主要取自天然礦物軟錳礦。普遍采用高溫硫酸錳溶液電解法制取，碳酸錳礦和軟錳礦均可作為原料。硫酸錳溶液的制備包括浸取、除鐵、中和、除重金屬、過濾、靜置除鈣鎂等工序，經(jīng)高溫電解后制得粗產(chǎn)品，再經(jīng)處理包括剝離、粉碎、洗滌、中和與干燥等過程制得合格晶。
 
       當(dāng)采用氯化錳溶液電解可制得纖維狀二氧化錳。還有碳酸錳、硝酸錳熱解法，由低價(jià)氧化錳與氧化劑如氯酸鈉、氯氣、氧氣等分別組合反應(yīng)直接氧化制得。以硫酸錳制備為例：
 
硫酸錳
 
       將菱錳礦粉與硫酸按質(zhì)量比值1 : 1.8～1 : 2.0混合進(jìn)行反應(yīng)，生成硫酸錳，正常情況下使用電解槽的循環(huán)酸，并補(bǔ)充部分硫酸，待pH=4時(shí)，加入少量二氧化錳粉，將溶液中Fe2+氧化成Fe3+，再加石灰乳中和至pH近中性，加人硫化鋇飽和溶液，使重金屬離子生成硫化物沉淀。
 
       經(jīng)過濾配制成電解液組成：MnSO4=120±20 g/L、H2SO4=30±10 g/L，在溫度93±5℃，槽電壓2～3 V下，通常經(jīng)20～30天電解，在陽極上沉積生成塊狀粗品，粗品經(jīng)剝離、粉碎、用水多次漂洗，并加入碳酸氫鈉中和至pH=5～7，再經(jīng)過濾、干燥、粉碎，制得電解二氧化錳產(chǎn)品。
 
化學(xué)方程式為：

MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
 
2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2(SO4)3+MnSO4+2H2O
 
Fe2(SO4)3+6H2O=3H2SO4+2Fe(OH)3↓
 
MnSO4+2H2O=電解=MnO2↓+H2SO4+H2↑