Hebei Messi Biology Co., Ltd. beschreibt zwei Hauptverfahren zur Herstellung von sphärischem Magnesiumoxid: (1) Verwendung von Magnesiumsalzen als Rohstoffe zur Gewinnung von Vorstufen und deren anschließende Wärmebehandlung; (2) Mischen von Magnesiumoxidpulver mit Lösungsmittel und Bindemittel (in manchen Fällen ist kein Bindemittel erforderlich), mechanisches Formen und abschließende Wärmebehandlung.
Aus Magnesiumnitrat-Hexahydrat und Kaliumcarbonat als Rohstoffe sowie einer geringen Menge Mg₅(CO₃)₄(OH)₂·4H₂O als Kristallisationsinduktor wurde durch induzierte Fällung eine Vorstufe für sphärisches Magnesiumoxid gewonnen. Sphärisches Magnesiumoxid lässt sich durch Kalzinierung im Temperaturbereich von 573 K bis 823 K herstellen. Der mittlere Durchmesser dieses sphärischen Magnesiumoxids beträgt 9,5 μm, die spezifische Oberfläche 211,7 m²/g, die mittlere Porengröße 14,3 nm und das Porenvolumen 0,76 ml/g. Aus industriellem Magnesiumsulfat und Ammoniumoxalat als Rohstoffen sowie Polyethylenglykol als Additiv wird zunächst basisches Magnesiumoxalat hergestellt. Durch Kalzinierung bei 550 °C erhält man ellipsoides Magnesiumoxid mit einer Partikelgröße zwischen 25 nm und 32 nm.
Hebei Messi Biology Co., Ltd. gibt an, dass Magnesiumoxidpulver unter gleichzeitiger Reaktion auf einer rotierenden Scheibe mit Wasser vermischt wird, um Magnesiumhydroxidkugeln zu erhalten. Diese Kugeln werden bei 135 °C bis 315 °C getrocknet und anschließend bei 425 °C bis 590 °C wärmebehandelt, um das Endprodukt zu erhalten. Um eine gute mechanische Festigkeit zu gewährleisten, sollte das Endprodukt mindestens 1 % Magnesiumhydroxid enthalten.
Sphärisches Magnesiumoxid wird für die chromatographische Trennung verwendet.
Die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) ist eine effektive Trenntechnik, deren Trenneffizienz jedoch stark vom Säulenpackungsmaterial abhängt. Derzeit wird hauptsächlich Silicagel als Packungsmaterial eingesetzt. Silicagelbasierte Packungsmaterialien weisen jedoch Probleme wie Nebenreaktionen, lange Retentionszeiten, starkes Tailing, geringe Effizienz und schlechte Reproduzierbarkeit bei der Trennung unter alkalischen Bedingungen auf.
Aufgrund der genannten Nachteile silicagelbasierter Packungsmaterialien wurde die Forschung an neuen Packungsmaterialien für den Einsatz unter alkalischen Bedingungen intensiviert. Zu diesen Packungsmaterialien zählen organische Polymere, Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Titandioxid und Zirkoniumdioxid. Aluminiumoxid, Titandioxid und Zirkoniumdioxid zeichnen sich durch bessere chemische und thermische Stabilität sowie höhere Selektivität aus und sind daher besonders gefragt; sie weisen jedoch Nachteile wie ungleichmäßige Porengröße und geringe spezifische Oberfläche auf.
Zur weiteren Verbesserung der Leistungsfähigkeit von chromatographischen Packungsmaterialien für alkalische Bedingungen wurde sphärisches Magnesiumoxid als solches untersucht. Das verwendete sphärische Magnesiumoxid weist einen mittleren Durchmesser von 9,5 μm, eine spezifische Oberfläche von 211,7 m²/g, ein Porenvolumen von 0,76 mL/g und einen mittleren Porendurchmesser von 14,3 nm auf und erfüllt damit die physikalischen Leistungsanforderungen für HPLC-Säulen. Im Vergleich zu Siliciumdioxid zeigt Magnesiumoxid aufgrund von Sauerstoffleerstellen und ungepaarten Elektronen an seiner Oberfläche eine höhere Selektivität für die Trennung alkalischer Verbindungen wie Anilin-, Chinolin- und Pyrimidinderivate. Die Wechselwirkung zwischen den Sauerstoffleerstellen der Magnesiumoxidoberfläche und den freien Elektronen bzw. π-Elektronen dieser elektronenreichen Verbindungen stellt einen wichtigen Adsorptionsmechanismus dar.