Hebei Messi Biology Co., Ltd. untersuchte den Einfluss verschiedener Oberflächeneigenschaften von Magnesiumoxid auf die katalytische Aktivität von Cyclohexanon und Isopropanol im Meerwein-Ponndorf-Verley (MPV)-Reaktionssystem. Das verwendete Magnesiumoxid wurde mit verschiedenen Methoden hergestellt:
(1) Hydratisierung und Rekalzinierung von handelsüblichem Magnesiumoxid mit geringer spezifischer Oberfläche;
(2) Kalzinierung von Magnesiumhydroxid, gewonnen aus Magnesiumsulfat oder Magnesiumnitrat;
(3) Kalzinierung von Hydroxid, hergestellt mittels Sol-Gel-Verfahren unter Verwendung von Harnstoff als Fällungsmittel.
Die Ergebnisse zeigten, dass das durch Hydratisierung und anschließende Kalzinierung von handelsüblichem Magnesiumoxid erhaltene Material im Vergleich zu anderen Oxiden eine höhere Basizität und katalytische Aktivität aufwies. Die Experimente belegten zudem, dass die Effizienz des Wasserstofftransfers von Isopropanol zum Magnesiumoxid-Katalysator über katalytischen Transfer eng mit dem Anteil der basischen Matrix in der Oxidstruktur zusammenhängt. Je mehr katalytisch aktive Zentren sich auf der Oberfläche von Magnesiumoxid befinden, desto größer ist die übertragene Wasserstoffmenge und desto höher die Ausbeute an neuem Alkohol (Cyclohexanon) und Carbonylverbindungen. Anschließend wurden verschiedene partikuläre Magnesiumoxid-Morphologien (Nanoflocken, Nanodiscs und Nanofasern) durch Zugabe geringer Mengen Tensid während der Hydrothermalsynthese hergestellt, um die Reaktion zwischen Benzaldehyd und Ethanol (MPV) zu katalysieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gesamtzahl und die Oberflächendichte der aktiven Matrix eng mit der Morphologie des synthetisierten Magnesiumoxids korrelierten. Nanoplättchen und Nanodiscs wiesen aufgrund ihrer zahlreichen aktiven Oberflächenzentren eine höhere Aktivität auf.
Mit industriellem Magnesiumoxid als Rohmaterial wurde Magnesiumoxid mit verbesserter katalytischer Leistung hergestellt. Um die mechanische Festigkeit des Produkts zu gewährleisten, wurde hydratisiertes Magnesiumoxid weiterverarbeitet, extrudiert und bei Raumtemperatur getrocknet. Zur Vergrößerung der spezifischen Oberfläche wurde das Material in einem Reaktor mit hohem Luftdurchsatz wärmebehandelt. Vor der Kalzinierung wurde die Probe mit einem Ethanol-Wasser-Gemisch bzw. einem Methanol-Wasser-Gemisch (vereinfachtes Sol-Gel-Verfahren) vorbehandelt, um günstige Strukturveränderungen (Vergrößerung des Porenvolumens und -durchmessers) zu erzielen. Auf diese Weise wurde mesoporöses Magnesiumoxid mit einer spezifischen Oberfläche von bis zu 307–397 m²/g und einer Porengröße von über 20 nm erhalten, das hervorragende mechanische Eigenschaften und eine einzigartige Basizität (isoelektrischer Punkt nahe 12) aufweist.
Hebei Messi Biology Co., Ltd. erklärte, dass Magnesiumoxid ein wichtiger Träger für organische Reaktionskatalysatoren ist. Es liefert nicht nur eine große Menge an aktiver Matrix, sondern verbessert auch die mechanischen Eigenschaften und die thermische Stabilität des Katalysators.