Hebei Messi Biology Co., Ltd. gibt an, dass Magnesiumoxid eine große Oberfläche und hohe Adsorptionskapazität aufweist und spezifische Verbindungen effektiv adsorbiert. Da die meisten Adsorptionsprozesse reversibel sind, können Adsorbentien durch Desorption regeneriert werden. Diese Desorptionsprozesse sind in der Regel kostengünstig und hocheffizient. Daher ist die Entwicklung neuer Technologien zur Synthese dieser Oxide für die Abwasserreinigung zweifellos wünschenswert. Zahlreiche Studien berichten aktuell über Synthesewege für Magnesiumoxid mit verschiedenen Morphologien, darunter Nanoröhren, Nanostäbe, Nanoblätter und Nanodrähte. Es ist bekannt, dass die Anwendung anorganischer Materialien eng mit ihrer Morphologie zusammenhängt. Die vielfältigen Morphologien von Magnesiumoxid deuten, wie bereits erwähnt, auf sein Potenzial in der Adsorption hin.
Diese Studie konzentriert sich auf ein Magnesiumoxid mit hoher Adsorptionskapazität. In dieser Arbeit wurde poröses, geschichtetes Magnesiumoxid im Mikrometerbereich mithilfe einer Tensid-gestützten Methode auf einfache Weise synthetisiert. Es besteht aus selbstorganisierten, porösen Nanoschichten, und Stickstoff-Physisorptionstests ergaben eine hohe spezifische Oberfläche von 72 m²/g. Experimente zeigten eine ausgezeichnete Adsorptionskapazität für Kongorot (CR), was auf ein breites Anwendungspotenzial in der Abwasserbehandlung von Farbstoffen hinweist. Analog dazu wurden nanostrukturierte Magnesiumoxidpartikel mittels Kopräzipitation hergestellt, wobei MgCl₂·₆H₂O und Natriumhydroxid als Ausgangsmaterialien und Ammoniumtribromid (CTAB) in geeigneter Konzentration als Morphologiemodifikator dienten. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen zeigten, dass die hergestellten Magnesiumoxidpartikel aus hexagonalen Plättchen mit ähnlicher Morphologie bestehen, deren mittlere Durchmesser und Dicke zwischen 49 und 91 nm bzw. 19 und 25 nm liegen. Die Studie ergab außerdem, dass das mit dem Morphologiemodifikator Ammoniumtribromid synthetisierte Oxid eine hohe spezifische Oberfläche aufwies und eine Adsorptionskapazität von 332 m²/g für den Farbstoff Reactive Blue (RB) zeigte. Diese war signifikant höher als die höchste Adsorptionskapazität anderer Nano-Magnesiumoxidpartikel (250 mg/g).
Die Adsorption verschiedener Metallionen durch unterschiedliche Formen von Magnesiumoxid wurde experimentell untersucht. Zunächst wurden Magnesiumoxid-Nanopartikel mittels chemischer Fällung hergestellt und anschließend mit zwei verschiedenen Kolloidkonzentrationen behandelt, um blütenförmige Magnesiumoxid-Nanopartikel zu erhalten. Das synthetisierte Probenmaterial wurde zur Adsorption von Metallionen wie Kobalt, Cadmium, Zink, Kupfer, Mangan, Blei und Nickel aus Abwasser verwendet. Zahlreiche Forscher haben die Adsorptionseigenschaften von Metalloxid-Nanopartikeln untersucht, um die Herausforderungen der Aufrechterhaltung einer hohen Adsorptionskapazität und der Regenerierung von Adsorbentien in wässrigen Umgebungen zu bewältigen. Die Ergebnisse zeigen, dass mesoporöse, blütenförmige Magnesiumoxid-Mikrokügelchen eine ausgezeichnete Adsorptionsleistung für Cadmium und Blei aufweisen. Nach ausreichendem Kontakt zwischen Magnesiumoxid und diesen Metallionen sanken die Konzentrationen von Cadmium und Blei in der Lösung von 100 mg/L auf 0,007 mg/L bzw. 0,05 mg/L.
Ebenso wurden Magnesiumoxid-Nanopartikel, hergestellt mittels Sol-Gel-Verfahren, zur Entfernung von Cadmium- und Bleiionen aus wässrigen Lösungen eingesetzt. Die Adsorptionskinetik und -isotherme folgten dem Pseudo-zweiter-Ordnung- bzw. dem Langmuir-Modell. Dies deutet darauf hin, dass die Adsorption der Schwermetallionen an diesem Magnesiumoxid-Material eine Monolagenadsorption ist, die sowohl durch externen Stofftransport als auch durch interne Diffusion bestimmt wird. Berechnungen mit der Langmuir-Gleichung ergaben maximale Adsorptionskapazitäten von 2294 mg/g für Cadmium und 2614 mg/g für Blei.
Mesoporöses Magnesiumoxid wurde mittels Kopräzipitation und Hochtemperaturkalzinierung unter Verwendung von 4-Styrolsulfonat als Morphologiemodifikator synthetisiert und seine Adsorptionsleistung für Phosphationen untersucht. Stickstoff-Physisorption und REM-Aufnahmen zeigten drei Porengrößenverteilungsbereiche auf der Oberfläche der Magnesiumoxid-Mikrosphären: kleine Mesoporen (2–5 nm), Mesoporen (10–50 nm) und Makroporen (50–250 nm). Die Langmuir-Gleichung ergab Adsorptionskapazitäten von 3,17 mg/g bzw. 75,13 mg/g für Phosphationen, hergestellt ohne bzw. mit 1 g/1 pps. Die Anpassung der Adsorptionskinetik von Phosphationen mittels Pseudo-erster-Ordnung- und Pseudo-zweiter-Ordnung-Gleichungen ergab einen höheren Korrelationskoeffizienten für die letztere. Dies deutet darauf hin, dass mesoporöses Magnesiumoxid mit seiner einzigartigen Mikrostruktur und hohen spezifischen Oberfläche als effektives Adsorptionsmittel zur Entfernung von Phosphationen aus wässrigen Lösungen dienen kann.
Experimentelle Ergebnisse zeigten, dass die Adsorptionsgleichgewichtsdaten gut mit dem Frederick-Isothermenmodell übereinstimmten und der Adsorptionsprozess einer Geschwindigkeitsgleichung zweiter Ordnung folgte. Dies deutet darauf hin, dass der Farbstoff als Monoschicht auf der Magnesiumoxidoberfläche adsorbiert wurde. Das Magnesiumoxid wies eine Adsorptionskapazität von 37,98 mg/g für Amaranthpigmente auf, wobei die Enthalpieänderung während der Adsorption 17,03 J/mol betrug, was auf einen endothermen Prozess hinweist. Die negative freie Standardenthalpie (ΔG) deutet auf spontane Adsorption hin, und die Anwesenheit von magnetischem Fe₃O₄ erleichtert die Rückgewinnung des Feststoffkatalysators während der Adsorption. Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass Fe₃O₄/MgO als effektives magnetisches Adsorptionsmittel zur Entfernung von Farbstoffen aus wässrigen Lösungen dienen kann und dass seine Lebensdauer durch Katalysatorreaktivierung verlängert werden kann.
Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab bekannt, dass Nano-Magnesiumoxid ein ungiftiges und umweltfreundliches Adsorptionsmittel ist, das toxische Metallionen und organische Schadstoffe effektiv aus Wasser entfernt. Im Vergleich zu ähnlichen Materialien weist Nano-Magnesiumoxid Vorteile wie gute Abbaubarkeit, hohe Reaktivität und starke Adsorptionskapazität auf und bietet somit vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten. Jüngste Forschungsergebnisse deuten zudem darauf hin, dass seine Eigenschaften durch die Zugabe anderer Metalloxide (wie Fe₂O₃) oder Nichtmetalle (wie poröses Siliciumdioxid) modifiziert werden können, wodurch die Adsorptionskapazität verbessert und die Wiederverwendbarkeit erhöht wird. Angesichts der bestehenden Berichte zur Modifizierung dieser Verbindung können wir uns in unserer Forschung darauf konzentrieren, wie die Effektivität und Selektivität von Magnesiumoxid als Adsorptionsmittel verbessert werden kann.