背景及概述[1][2]
二氧化錳亦稱“過氧化錳”、“黑色氧化錳”，呈黑色正交晶體或棕黑色粉末，有多種變體。不溶于水、硝酸、冷硫酸和醋酸，溶于冷而濃的鹽酸，生成不穩(wěn)定的淡棕綠色的MnCl4，與濃鹽酸加熱反應(yīng)放出氯氣。與濃硫酸反應(yīng)緩慢放出氧，有H2O2或H2C2O4存在時能溶于稀硫酸或硝酸。在空氣中加熱到600℃放出氧氣，轉(zhuǎn)變成 Mn2O3，白熱時轉(zhuǎn)變成Mn3O4。其為強(qiáng)氧化劑，不可與有機(jī)物質(zhì)或其他可氧化的物質(zhì)，如硫、硫化物、磷化物等共同加熱或摩擦。成軟錳礦而存在于自然界。制法：可用硝酸錳晶體在空氣中于150～190℃長時間加熱制得。
其用途為：實驗室中用于制氯或其他鹵素，大量用于制干電池中作去極化劑，還用于制涂料、清漆、搪瓷、玻璃、釉藥、錳鋼及錳化合物等。生產(chǎn)廠家主要有：汕頭西隴化工有限公司，上海光鏵科技有限公司，天津市化學(xué)試劑一廠，北京恒業(yè)中遠(yuǎn)化工有限公司。質(zhì)量指標(biāo)如下：
制備[3-5]
1、制備具有高壓實密度的電解二氧化錳的方法
由于電解二氧化錳是一種廉價且豐富的材料，并且其具有優(yōu)異的放電和長期存儲性能，因此其通常用作干電池單元的活性材料。例如，電解二氧化錳用作堿性原電池中正極 的材料。電解二氧化錳通常通過使直流電流通過含有硫酸錳和硫酸的酸性溶液的電鍍槽來制備。
該電鍍槽的正電極可以包括其上沉積有電解二氧化錳的鈦板。負(fù)極可以由石墨或銅 或類似材料制成。當(dāng)沉積的電解二氧化錳在其達(dá)到約1mm至約75mm的厚度之后，用外力將其從鈦板上去除，并且可以將其粉碎至尺寸25-100mm，得到用于進(jìn)一步加工的電解二氧化錳碎片。使用研磨或粉碎工藝進(jìn)一步減小電解二氧化錳碎片的尺寸以滿足電池制造商的要求。由于電解二氧化錳是在酸浴中制備的，因此電解二氧化錳的制備通常需要對電解二氧化錳進(jìn)行洗滌或苛性堿處理以中和酸浴的殘余酸性。
該處理可以粉碎電解二氧化錳之前或之后進(jìn)行。如果中和步驟在粉碎步驟之后進(jìn)行，則通常將電解二氧化錳顆粒懸浮 在其中加入了氫氧化鈉的水溶液中，一旦酸性得到中和，隨后進(jìn)行脫水以將水溶液與固體電解二氧化錳顆粒分離。中和步驟之后得到的材料被稱為中和的電解二氧化錳。在最后的步驟中，將電解二氧化錳干燥至一定規(guī)格。
例如，對于堿性原電池的應(yīng)用，干燥步驟通常是溫和的，留下物理吸附的水，其可以占產(chǎn)物重量的約1％至約3％。所得材料為用于堿性原電池的活性材料。電池制造商使用電解二氧化錳作為堿性電池中正極的活性材料襯托于鋅陽極。將電解二氧化錳與構(gòu)成正極前體的其它材料組合，通過工具將其壓實。封裝在預(yù)定體積的電池中的電解二氧化錳的量是決定電池性能的重要因素。電解二氧化錳壓實密度是用于預(yù)測可以裝入電池中的電解二氧化錳的量的參數(shù)。對電池制造商而言優(yōu)選的是高壓實密度，因為當(dāng)更致密地壓實電解二氧化錳時，具有預(yù)定體積的電池將具有更好的性能。
2、二氧化錳的超聲清洗的方法
電解二氧化錳是鋅錳電池的去極化劑材料，隨著電池工業(yè)的發(fā)展，電池廠家對電解二氧化錳材料要求越來越高，其中電解二氧化錳的放電性能是重中之重。為此，電解廠家以及諸多科研部門都投入很大力量，從電解工藝以及后處理工藝尋找更加合理的工藝，生產(chǎn)質(zhì)量更高的電解二氧化錳。尤其是產(chǎn)品的水洗工藝。
過去的工業(yè)生產(chǎn)方法是采用熱水，長時間攪拌浸泡多次往復(fù)洗滌，然后過濾，該法缺點是耗水量大，浸泡時間長，設(shè)備占用時間長生產(chǎn)效率低，長時間攪拌電耗太多，而且雜質(zhì)洗除效果并不佳。在“無汞堿錳電池用電解二氧化錳生產(chǎn)工藝”(“電池”刊物、2003年、33(2)、102頁、肖崢著)一文中，建議可以采用高壓蒸汽洗滌方法，該方法因涉及到高壓，對大量處理二氧化錳設(shè)備難以實現(xiàn)，工藝復(fù)雜。本發(fā)明的目的是提供一種洗除雜質(zhì)效果好、生產(chǎn)時間短、效率高、可大幅度地提高二氧化錳的放電性能的二氧化錳的超聲清洗的方法。
為實現(xiàn)上述目的，CN03156025.3采取以下技術(shù)方案：一種二氧化錳的超聲清洗的方法，該方法包括下述步驟：
(1)、將工業(yè)二氧化錳與水混合配制成二氧化錳與水的混合液，置于設(shè) 有加熱器和攪拌器的容器中；或是，在設(shè)有加熱器和攪拌器的容器中，將工業(yè) 二氧化錳與水混合配制成二氧化錳與水的混合液；
(2)、再將容器放入超聲設(shè)備中地超聲槽中，并在超聲槽內(nèi)放入水；
(3)、使用加熱器升溫，并進(jìn)行攪拌，在頻率為25-40KHz的條件進(jìn)行超聲處理；
(4)超聲處理后，取出二氧化錳與水的混合液，過濾后，烘干二氧化錳即完成。
本發(fā)明是采用超聲處理方法，利用超聲空化作用，產(chǎn)生強(qiáng)力的沖擊，破壞微顆粒表面氣膜及液膜，使洗液充分與二氧化錳的微顆粒表面接觸和沖擊進(jìn)入二氧化錳的顆?？紫秲?nèi)部，然后再脫離開二氧化錳的顆料表面及微孔以達(dá)到對二氧化錳的微顆粒表面及內(nèi)部洗滌的目的。
3、一種制備納米二氧化錳的可控方法
現(xiàn)制備MnO2的方法主要有液相共沉淀法、低溫固相法、熱分解法、水熱合成法和溶 膠-凝膠法等。其中液相沉淀法具有反應(yīng)簡單、快速、完全以及成本低廉等特點，但缺點是在反應(yīng)過程中，不能控制反應(yīng)產(chǎn)物的形貌，而且所得粒子尺寸較大。
CN201711140262.8提出一種通過加入十二烷基溴化氨(CTAB)作為表面活性劑制備MnO2 的方法。CN201711140262.8的技術(shù)方案在于：一種納米二氧化錳的可控制備方法，采用如下步驟：
步驟1：制備二氧化錳活性物質(zhì)：在200moL濃度為0.1mol/L KMn04溶液中加入表面活性劑，在2h內(nèi)滴加300moL濃度為 0.2mol/L Mn(CH3COO)2溶液中，攪拌8h，將沉淀產(chǎn)物用去離子水和乙醇洗滌并過濾，將過濾 物烘干，研磨，得到棕黑色二氧化錳活性物質(zhì)；
步驟2：制備二氧化錳電極片：將二氧化錳活性物質(zhì)、導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑聚四氟乙烯(PTFE)混勻，用N-甲基吡咯烷酮 攪拌成橡皮泥狀，下壓于Ti片上即制得為二氧化錳電極片。
主要參考資料
[1] 化合物詞典
[2]化工助劑
[3]CN201580029497.2 制備具有高壓實密度的電解二氧化錳的方法以及由此制備的電解二氧化錳
[4]CN03156025.3 二氧化錳的超聲清洗的方法
[5]CN201711140262.8 一種納米二氧化錳的可控制備方法