Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab an, dass Magnesiumoxid aufgrund seiner einzigartigen Bandlücke (7,8 eV), seiner thermischen Stabilität und seiner Oberflächenalkalinität in vielen Bereichen wie Halbleiterbauelementen, Feuerfestmaterialien, Hochtemperatur-Supraleitern und Katalyse weit verbreitet ist. Zahlreiche Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass die Morphologie von Magnesiumoxid eng mit seinen Eigenschaften zusammenhängt. Obwohl viele Publikationen zur Synthese von Magnesiumoxid mit unterschiedlichen Morphologien sowie zu dessen Adsorptions- und katalytischer Leistung vorliegen, sind die meisten der beschriebenen Herstellungsverfahren aufwendig, zeitintensiv und arbeitsintensiv und erfüllen die Anforderungen an Adsorption und Katalyse nicht vollständig. Um dieses Problem zu lösen, haben einige Wissenschaftler folgende Untersuchungen durchgeführt:
(1) Unter Verwendung von Mg(NO₃)₂·6H₂O und Na₂CO₃ als Ausgangsmaterialien wurde bei der Synthese von stabförmigem Magnesiumoxid eine geringe Menge Natriumsilikat hinzugefügt, um die Adsorptionsleistung von Magnesiumoxid für Kongorot in wässriger Lösung zu verbessern. Seine Adsorptionskapazität erreichte bis zu 3236 mg/g und stellt damit die bisher höchste Adsorptionskapazität für Kongorot bei Magnesiumoxid dar. Im Experiment zeigte sich, dass Parameter wie die Menge des zugesetzten Natriumsilikats, die Rührzeit und die Kalzinierungstemperatur die Alkalinität der Materialoberfläche beeinflussten und somit Unterschiede in der Adsorptionsleistung der verschiedenen Magnesiumoxidmaterialien verursachten. Systematische Untersuchungen zur Adsorptionsleistung von Magnesiumoxid für Kongorot ergaben, dass der Adsorptionsprozess der Kinetik zweiter Ordnung und dem Langmuir-Adsorptionsmodell folgt.
(2) Neben Natriumsilikat konnte auch die Zugabe geringer Mengen Natriumphosphat, Natriumtripolyphosphat und Natriumpolyphosphat während der Synthese von stäbchenförmigem Magnesiumoxid die Adsorptionsleistung für Kongorot verbessern. Die Zugabe von Natriumfluorid und Natriumoxalat hingegen wirkte sich negativ auf die Adsorptionsleistung aus. Die FT-IR-Analyse zeigte, dass mit zunehmenden Mengen an Natriumsilikat und Natriumphosphat neben ähnlichen Intensitätsänderungen der P-O- und Si-O-Streckschwingungsbanden in den hergestellten Materialien vor allem die Intensitätsänderungen der Mg-O-Biegeschwingungsbande in beiden Materialgruppen den Änderungen der Adsorptionswirkung ähnelten: Je schwächer die Mg-O-Biegeschwingungsbande, desto stärker die Adsorptionsleistung von Magnesiumoxid für Kongorot. Bei Verwendung von Natriumfluorid und Natriumoxalat als Additiven verläuft die Veränderung der funktionellen Gruppen jedoch umgekehrt. Neben stäbchenförmigem Magnesiumoxid kann die Zugabe geringer Mengen Natriumsilikat auch die Adsorptionsleistung der Materialien während der Synthese von trapezförmigem und kugelförmigem Magnesiumoxid verbessern.
(3) Magnesiumoxide mit unterschiedlichen Morphologien, wie trapezförmig, stabförmig, vogelnestförmig, blütenförmig und kugelförmig, wurden durch Kopräzipitation hergestellt und als Katalysatoren für die Reaktion von Glycerin und Dimethylcarbonat zu Glycerincarbonat eingesetzt. Im Vergleich zu den anderen vier Morphologien weist trapezförmiges Magnesiumoxid ein molares Verhältnis von Mg zu O nahe 1 auf, wodurch die Adsorption von Glycerin und Dimethylcarbonat in Lösung erleichtert wird. Zudem ist seine Oberflächenalkalinität geringer, was die Reaktion von Glycerin und Dimethylcarbonat zu Glycerincarbonat begünstigt. Wiederholte Verwendungsexperimente zeigten, dass die sekundäre Katalysatorausbeute des Materials, das durch direktes Kalzinieren des Magnesiumoxids nach der ersten Katalyse bei 500 °C für 3 Stunden gewonnen wurde, sehr gering war. Die mehrfache katalytische Ausbeute des Materials, das zunächst 3 Stunden unter Stickstoff bei 400 °C und anschließend 3 Stunden an Luft bei 500 °C kalziniert wurde, betrug jedoch bis zu 90 %. FT-IR- und CO₂-TPD-Analysen zeigten, dass die beiden Kalzinierungsmethoden die Oberflächenstruktur des Materials beeinflussten und somit Unterschiede in seiner zyklischen katalytischen Leistung verursachten.