四氧化三锰

四氧化三锰是一种无机化合物，化学式为Mn3O4。

性质
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。中国化工产品大全 上卷，Bc204 四氧化三锰，页195

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。Magnetic Structure of Mn3O4 by Neutron Diffraction Boucher B., Buhl R., Perrin M., J. Appl. Phys. 42, 1615 (1971); 

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
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。

2、二氧化锰或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。

最近有很多制备四氧化三锰纳米晶的研究。Hausmannite Mn3O4 nanorods: synthesis, characterization and magnetic properties Jin Du et al.  Nanotechnology, (2006),17 4923-4928, 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 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 , 

用途
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。

四氧化三锰可用作很多反应的催化剂，例如甲烷和一氧化碳的氧化反应The reduction and oxidation behaviour of manganese oxides Stobhe E.R, de Boer A.D., Geus J.W., Catalysis Today. (1999), 47, 161–167. 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, 、一氧化氮的分解反应 NO Decomposition over Mn2O3 and Mn3O4. Yamashita T, Vannice A., Journal of Catalysis (1996),163, 158–168, 、硝基苯的还原反应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 以及有机物的催化燃烧 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, 等。

参考资料

Category:锰化合物
Category:锰-氧化合物
Category:氧化物