Laut Hebei Messi Biology Co., Ltd. gehören das Sol-Gel-Verfahren, das Fällungsverfahren und die thermische Zersetzung zu den primären Methoden zur Herstellung von Nano-Magnesiumoxid (Nano-MgO).
Das Sol-Gel-Verfahren ist eine häufig eingesetzte Technik zur Synthese von Nano-MgO. Dabei dienen Äpfelsäure und Magnesiumnitrat als Ausgangsstoffe, die einen Sol-Gel-Prozess durchlaufen und anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um das Endprodukt zu erhalten. Zu den optimalen Reaktionsbedingungen zählen ein molares Verhältnis von Magnesiumnitrat zu Äpfelsäure von 1:1,5, eine Kalzinierungstemperatur von 500–700 °C über einen Zeitraum von 3 Stunden, ein pH-Wert der Ausgangslösung von 3–7 sowie ein Volumenverhältnis von Ethanol zu Wasser von 1:4. UV-Vis-spektroskopische Analysen zeigen, dass Nano-MgO eine deutlich bessere UV-Abschirmwirkung aufweist als herkömmliches Magnesiumoxid-Pulver.
Zu den Fällungsverfahren zählen sowohl die direkte Fällung als auch die homogene Fällung. Bei der direkten Fällung wird einer magnesiumchloridhaltigen Lösung Natriumhydroxid-Lösung zugesetzt, wodurch ein Magnesiumhydroxid-Niederschlag entsteht, der anschließend thermisch behandelt wird, um Nano-MgO zu gewinnen. Bei der homogenen Fällung hingegen wird die Wachstumsrate des Niederschlags kontrolliert, um Konzentrationsgradienten zu vermeiden, was zu Nano-MgO von höherer Reinheit führt. Bei der thermischen Zersetzung wird ein Magnesiumhydroxid-Vorläufer hohen Temperaturen ausgesetzt, um Nano-MgO zu erhalten. Jedes dieser Verfahren erfordert eine präzise Steuerung der Reaktionsbedingungen, um das gewünschte Nano-MgO-Produkt zu erzielen.
Aufgrund seiner hervorragenden UV-Abschirmungseigenschaften findet Nano-MgO breite Anwendung, etwa in Sonnenschutzmitteln, Kunststoffen und Beschichtungen. Sein hoher Brechungsindex und seine exzellente Lichtdurchlässigkeit machen es zu einem idealen Bestandteil für Sonnenschutzmittel und Kosmetika, wo es ultraviolette Strahlung absorbiert und so die Haut vor Schäden schützt. Zudem kann Nano-MgO in Kunststoffe und Beschichtungen eingearbeitet werden, um deren Alterungsbeständigkeit zu erhöhen und ihre Lebensdauer zu verlängern. Im Bereich der Umweltreinigung dient Nano-MgO als Trägermaterial für Photokatalysatoren; es verbessert deren katalytische Effizienz beim Abbau organischer Schadstoffe und bei der Beseitigung schädlicher Mikroorganismen. Im Bereich optischer Materialien wird Nano-Magnesiumoxid zur Herstellung leistungsstarker optischer Komponenten eingesetzt, wodurch die Leistungsfähigkeit von Displays gesteigert wird. In Solarzellen verbessert es den Wirkungsgrad der photoelektrischen Umwandlung und fördert so die Nutzung erneuerbarer Energien.