簡述
二氧化鉻（CrO2）是一種重要的半金屬磁體，是目前凝聚態(tài)物理和自旋電子學(xué)領(lǐng)域研究的熱點之一。二氧化鉻常溫常壓下表現(xiàn)為黑色固體，其晶體具有金紅石結(jié)構(gòu)，屬四方晶系，空間群為 D(4h)(14)—P4 2/mnm，晶格常數(shù)a0=4.423埃，C0=2.917埃，密度為4.83g/cc。在 CrO2中，Cr(4+)具有2個 d 電子，每個離子的磁矩為2μB，其易磁化方向是C 軸(長軸)方向(也有報道說易磁化方向與 C軸成30°[1-2]。
制備方法
二氧化鉻在常壓下處于亞穩(wěn)態(tài)，這使得其合成工作異常艱難。所以二氧化鉻的合成，尤其是二氧化鉻納米結(jié)構(gòu)的合成及其物理性質(zhì)的研究具有很重要的科學(xué)意義[1]。文獻報道了一種鐵磁性二氧化鉻的高溫高壓制備方法。具體方法是以三氧化鉻為原料，制備是在高溫高壓裝置中進行的。首先，將原料裝入高壓合成組裝塊中，置于高溫高壓裝置的腔體內(nèi)；然后，將腔體內(nèi)壓強升高到1～5GPa，溫度升高到400～600℃，再保溫保壓20～60分鐘；最后自然冷卻至室溫，再卸壓。該方法完全是在無水，無改性劑環(huán)境中進行，所得二氧化鉻具有較高的純度和磁化強度，可以實現(xiàn)對二氧化鉻粒徑在較大尺度范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。此外，使用一般的高壓設(shè)備，操作過程簡單，可以較快的進行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并得到高品質(zhì)的產(chǎn)品[3]。
應(yīng)用
磁性研究表明，二氧化鉻納米棒，納米線陣列具有優(yōu)良的磁各向異性，在高密度垂直磁記錄領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值[1]。另外，它還可以作為催化劑，在以高碘酸為氧化劑的實驗條件下將芐基伯醇在乙腈/水中氧化成苯甲醛，仲醇氧化成酮，脂肪伯醇氧化成羧酸，產(chǎn)物收率69.5%~97%[4]。
有關(guān)研究
憑借密度泛函理論，采用不同基組對中性分子二氧化鉻的基態(tài)((X)3B1)以及陰離子的基態(tài)((X)4B1)進行幾何優(yōu)化和振動頻率分析；應(yīng)用量化計算得到的力常數(shù)及結(jié)構(gòu)和光譜參數(shù)，基于推得的兩維四模Franck-Condon重疊積分的代數(shù)表示，對CrO2((X)3B1)-CrO2-((X)4B1)的光脫附過程進行Franck-Condon分析和光譜模擬，理論上得到光電子能譜的譜線相對強度及振動結(jié)構(gòu)分布，理論譜與實驗測得的二氧化鉻陰離子光電子能譜達到一致，并對光電子能譜的振動結(jié)構(gòu)進行歸屬及熱帶分析；另外，在光譜模擬過程中通過迭代Franck-Condon分析過程，推得CrO2-((X)4B1)與CrO2((X)3B1)平衡幾何結(jié)構(gòu)之差：△R(Cr-O)=0.05A，△∠(O-Cr-O)=12°[5]。
參考文獻
[1]趙強.二氧化鉻納米結(jié)構(gòu)的合成及物性研究[J].吉林大學(xué), 2010.
[2]黃錫成.磁記錄技術(shù)基礎(chǔ)——第七章 二氧化鉻磁粉的制備[J].磁記錄材料, 1985(03):58-64.DOI:CNKI:SUN:CXJL.0.1985-03-013.
[3]溫戈輝,趙強,范印波,等.鐵磁性二氧化鉻的高溫高壓制備方法:CN200910067536.4[P].CN101654282.
[4]Few,CS.二氧化鉻催化醇的氧化反應(yīng)[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2014.
[5]王茹,崔方,張浚賢,等.二氧化鉻陰離子光電子能譜的理論研究[J].原子與分子物理學(xué)報, 2013, 30(4):8.DOI:10.3969/j.issn.1000-0364.2013.04.004.