二氧化鉻

黑色晶體,有鐵磁性

二氧化鉻是一種無機化合物,化學式為CrO2,為黑色的具有磁性的固體。它曾被廣泛應用於磁帶製作所需的乳濁液中。隨著CD和DVD的日益普及,二氧化鉻的使用量也有所下降。然而,它仍然用於企業級別的存儲系統的數據磁帶中。氧化物生產廠家和磁帶製造商認為二氧化鉻是曾經發明的最好的磁記錄顆粒之一。

製備


CrO2最初由Friedrich Wöhler分解鉻醯氯製備。針狀的二氧化鉻最初在1956年由杜邦的化學家Norman L. Cox合成,所用方法為三氧化鉻在水的存在下於800K、200MPa下的分解反應製備
1、將鉻酸酐5.68kg和水2.25L,先攪拌10min,加入三氧化二銻11.94g、γ-Fe2O3 23.88g和三氧化鉻2.88kg,再攪拌20min后,把上述混合物加入高壓釜中,於270℃和45×10kPa的壓力下反應15h,製得二氧化鉻成品。
2、一般CrO2可由CrO3熱分解來製備。
由於熱分解的終點是Cr2O3,因此要得到CrO2必須保持一定的氧壓。但適合於磁帶用的CrO2需分兩步製備。(1)在250℃,1.01×10Pa氧氣壓力下加熱CrO3或在250~400℃加熱Cr(NO3)3·9H2O,幾天後可得到CrxOy。2y/x值在4與6之間,即平均氧化數在5.00與5.33之間。這種CrxOy比CrO3的水溶性小,可適用於水熱法。(2)以上一步得到的CrxOy作原料,以水或酸性溶液作反應介質,在250~500℃,5.1×10~3×10Pa下製備。 
所形成的磁性晶體是細長的玻璃狀的,是磁帶的完美材料。在20世紀60年代末,它作為記錄媒介而商業化,杜邦將其命名為“Magtrieve”。

結構

CrO2和很多金屬的二氧化物一樣,採用的是金紅石結構。因此,每個Cr(IV)中心具有八面體配位方式,每個氧的幾何構型為平面三角形。

化學性質

二氧化鉻(CrO₂)外觀呈棕黑色磁性粉末狀。相對密度為4.89。在空氣中呈亞穩態,熔點為350℃。在250~500℃時分解成三氧化二鉻和氧。溶於硝酸,不溶於水。
二氧化鉻在鹼性條件下可以被氧化為鉻酸鹽
二氧化鉻和金屬氧化物反應,可以得到鉻(IV)酸鹽