Hebei Messi Biology Co., Ltd. weist darauf hin, dass China über reichhaltige und weit verbreitete Magnesiumressourcen verfügt – etwa in Meerwasser, unterirdischen Solen und natürlichen Salzseen –, die Nutzungsrate dieser Ressourcen jedoch weiterhin gering ist. Als flüssige Magnesiumquelle spielt Sole eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Verbindungen auf Magnesiumbasis. Die Verwendung von Sole oder Magnesiumchlorid als Rohstoffe für die Produktion von hochaktivem Nano-Magnesiumoxid ermöglicht eine kostengünstige und einfache Verarbeitung sowie eine umfassende und rationelle Nutzung der Magnesiumressourcen. Ein reichhaltiges Rohstoffangebot deckt die Marktnachfrage, beugt Engpässen vor und fördert die Entwicklung verschiedener Industriezweige; gleichzeitig stärkt es die Wettbewerbsfähigkeit von Magnesiumoxid-Produkten auf nationalen und internationalen Märkten und erschließt so deren wirtschaftlichen und praktischen Nutzen.
Hochaktives Nano-Magnesiumoxid bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in Wirtschaftsbereichen wie der Metallurgie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik und der Lebensmittelverarbeitung; Menge und Qualität dieser Produkte wirken sich unmittelbar auf die gesamtwirtschaftliche Entwicklung aus. Das wachsende Interesse an der Aktivität und den Einsatzgebieten von Nano-Magnesiumoxid treibt dessen Diversifizierung und Globalisierung voran und steigert zugleich die Wertschöpfung. In dieser Studie werden Magnesiumchlorid (analytischer Reinheitsgrad) oder Sole als Rohstoffe verwendet, um das Verfahren der direkten Fällung zur Herstellung von Nano-Magnesiumoxid zu optimieren und so die Erschließung und Nutzung von Soleressourcen auszubauen. Durch die Messung der Aktivität des Nano-Magnesiumoxids – unter Nutzung der günstigen natürlichen Ressourcen Chinas zur Gewährleistung niedriger Kosten und minimaler Umweltbelastung – zielt diese Forschung darauf ab, gesellschaftliche Entwicklung und Fortschritt zu fördern und gleichzeitig den Anforderungen eines steigenden Lebensstandards gerecht zu werden.
1. Herstellung von Nano-Magnesiumoxid mittels direkter Fällung mit Ammoniumcarbonat: Unter Verwendung von Ammoniumcarbonat und Magnesiumchlorid als Rohstoffe untersucht diese Studie die optimalen Versuchsbedingungen für die Herstellung von Nano-Magnesiumoxid. Im Verlauf des Experiments wird der Vorläuferstoff – basisches Magnesiumcarbonat – einer TG-DTA-Analyse unterzogen, um die optimale Kalzinierungstemperatur zu bestimmen. Die Herstellung des Nano-Magnesiumoxids erfolgt unter Anwendung der Methode der variablen Steuerung (Control-Variable-Methode) in Bezug auf die Faktoren, die die Partikelgröße beeinflussen. Zur Messung der Partikelgröße des Produkts wurde ein Laser-Partikelgrößenanalysator eingesetzt; zudem wurden XRD-Analysen an bei unterschiedlichen Temperaturen hergestellten Produkten durchgeführt, um systematisch die optimale Reaktionstemperatur, das molare Verhältnis und die Dosierung des Tensids PEG zu ermitteln. Schließlich wurden das unter optimalen Bedingungen gewonnene Magnesiumoxid-Produkt mittels XRD und REM analysiert; dabei zeigten sich hantelförmige Magnesiumoxid-Partikel mit einer durchschnittlichen Größe von 50 nm.
2. Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Partikelgrößenverteilung von Magnesiumoxid und dessen Reaktivität: Magnesiumchloridlösungen wurden mit verschiedenen Fällungsmitteln versetzt und unter variierenden Reaktionsbedingungen verarbeitet, um eine Reihe von Magnesiumoxid-Proben mit unterschiedlichen Partikelgrößenverteilungen herzustellen. Die Laser-Partikelgrößenanalyse ergab, dass die Verwendung von Natriumhydroxid als Fällungsmittel zu Produkten mit kleineren Partikelgrößen und gleichmäßiger Verteilung führte. Die Reaktivität der Magnesiumoxid-Pulver wurde mittels der Zitronensäure-Methode und der Jodadsorptionswert-Methode – repräsentative chemische bzw. physikalische Verfahren – bewertet, um die Auswirkungen verschiedener Reaktions- und Messparameter auf die Reaktivität zu vergleichen. Abschließend wurden unter Verwendung von Natriumhydroxid als Fällungsmittel Magnesiumoxid-Produkte bei Reaktionstemperaturen von 0 °C, 20 °C, 40 °C, 60 °C und 80 °C hergestellt und mittels REM charakterisiert. Die Ergebnisse zeigten einen direkten Zusammenhang zwischen Temperatur und Kristallmorphologie sowie signifikante Unterschiede in der Morphologie der auf den Kristalloberflächen selbstorganisierten Partikel.
3. Herstellung von hochaktivem Nano-Magnesiumoxid nach dem Sole-Soda/Alkali-Verfahren: Es wurden Versuche unter Verwendung von industrieller Sole, Soda und Natriumhydroxid als Ausgangsstoffe durchgeführt. Durch Variation der Reaktionsbedingungen wurden Partikelgröße, Reaktivität und Magnesiumoxid-Gehalt bestimmt, um die optimalen Bedingungen für die Herstellung von hochaktivem Magnesiumoxid zu ermitteln; die Endprodukte wurden mittels XRD und REM charakterisiert. Die Ergebnisse zeigten, dass das hochaktive Magnesiumoxid eine Reaktivität (CAA-Wert) von 19,69 s und einen Magnesiumoxid-Gehalt von 92,85 % aufwies, wobei die Partikel im Nanometerbereich lagen und eine blütenblattartige Kristallmorphologie zeigten.