Herstellung von Nano-Magnesiumhydroxid/Magnesiumoxid und seine antibakteriellen Eigenschaften

Magnesiumhydroxid und Magnesiumoxid finden breite Anwendung in der Medizin, Energie, Luft- und Raumfahrt, Lebensmittelindustrie, der Chemieindustrie, als Katalysator, Feuerfestmaterial, Flammschutzmittel, Schwermetallentfernung, Rauchentschwefelung, Neutralisation von sauren Abfallflüssigkeiten und anderen Bereichen. Nano-Magnesiumhydroxid und Magnesiumoxid weisen dabei die höchste Wertschöpfung auf. Da unser Land zur zweitgrößten Volkswirtschaft der Welt wird, steigt die Nachfrage nach nanoskaligem Magnesiumhydroxid und Magnesiumoxid stetig an, und die Marktaussichten sind sehr gut.

In dieser Arbeit wurden Magnesiumhydroxid-Nanopulver, Magnesiumoxidpulver und dotierte Nanopulver mit unterschiedlicher Morphologie mittels chemischer Fällung hergestellt. Dabei wurden anorganische Magnesiumsalze als Ausgangsmaterial, Ammoniak als Fällungsmittel, PEG1000 als Kristallkontrolldispergiermittel sowie Titan und Zink als Dotierstoffe verwendet. Die physikalische Phase, Struktur, Zusammensetzung und Morphologie der Produkte wurden mittels Röntgenbeugung (XRD), Röntgenfluoreszenzspektroskopie (XRF), Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) charakterisiert.

Die relevanten Feststellungen lauten wie folgt:

1) Aus der Analyse der orthogonalen Experimente und unter Berücksichtigung der Auswirkungen auf Korngröße und Ausbeute ergaben sich für die Herstellung von Mg2+-Nanopartikeln folgende beste Bedingungen: Mg²⁺-Konzentration 0,2 mol/l, Reaktionstemperatur 60 °C, Reaktionszeit 1,5 h und Ammoniakdosierung über 10 ml.

2) Das Tensid PEG hat einen signifikanten Einfluss auf die Morphologie, Struktur und Korngröße von Magnesiumhydroxid/Magnesiumoxid. Experimente zeigen: Die optimale Zugabe von PEG1000 beträgt 0,3–4,0 %. Unterschiedliche Gewichtsanteile von PEG1000 können zur Herstellung von nadelförmigen, flockigen und röhrenförmigen Magnesiumhydroxid-Nanopulvern verwendet werden.

3) Die Verwendung von Ethanol als Reaktionslösungsmittel erleichterte die Kristallisation des Oxids und reduzierte die durchschnittliche Korngröße des Produkts. Die Kristallisationsleistung des Produkts ist jedoch nicht so gut wie die des durch die Reaktion im Reinwassersystem erzeugten Produkts.

4) Titandotierung kann die Kristallisationseigenschaft von Magnesiumoxid hemmen und die Dispersion von Pulverpartikeln fördern, was zur Bildung von titandotierten Magnesiumoxid-Nanoröhren führen kann.

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