二氧化锰（化学式 MnO₂）是一种稳定的过渡金属氧化物，常温下呈黑色或棕黑色的结晶粉末或无定形固体，不溶于水、弱酸和弱碱，具有优良的氧化还原性、晶型多样性

和多孔结构特性，是材料科学、化工、能源等领域的关键功能性材料。

一、 基本理化性质

晶体结构多样性二氧化锰存在多种晶型，常见的有 α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂、δ-MnO₂等，不同晶型的晶体结构差异显著：

α-MnO₂：具有 [2×2] 隧道结构，可容纳碱金属离子（如 K⁺），离子传输性能优异；

β-MnO₂：为 [1×1] 隧道结构，是最稳定的晶型之一，对应天然矿物软锰矿；

δ-MnO₂：层状结构，层间可插入水分子或阳离子，比表面积大，电化学活性高。晶型可通过制备工艺（如水热法、固相法）精准调控，以适配不同应用场景。

化学性质

氧化性：在酸性条件下氧化性较强，可与浓盐酸反应生成氯气（实验室制备氯气的经典反应：浓）；

催化性：自身性质稳定，可作为催化剂或催化剂载体，加速氧化还原反应；

电化学活性：具有可逆的嵌锂 / 脱锂、嵌锌 / 脱锌能力，是储能电池的理想电极材料。

二、 主要制备方法

天然矿物提纯：以软锰矿为原料，通过酸洗、焙烧等工艺去除杂质，获得工业级 MnO₂；

化学合成法：包括水热法、固相法、溶胶 - 凝胶法、电化学沉积法等，可精准调控产物晶型与微观形貌（如纳米棒、片状、多孔结构）；

资源化回收法：从废旧锌锰电池、工业锰渣中提取锰源，制备高纯度 MnO₂，兼具环保与经济性。

三、 核心应用领域

能源存储领域：作为锌锰电池、锂离子电池、超级电容器的正极材料，利用其氧化还原反应实现电荷存储与释放；

催化领域：用于有机污染物降解（如催化双氧水氧化废水）、氧还原反应（燃料电池阴极催化剂）、工业催化氧化反应；

化工领域：作为氧化剂用于染料合成、橡胶硫化，以及玻璃、陶瓷的着色剂；

环保领域：用于重金属离子吸附、废气处理（如脱硫脱硝）。