Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab bekannt, dass das Sol-Gel-Verfahren zur Herstellung nanoskaliger Metalloxide bereits seit einiger Zeit Anwendung findet. Diese Reaktion basiert auf der Hydrolyse von Metallsalzen, wodurch das gewünschte Metallhydroxid und -alkaloid entstehen. Während der Molekülaggregation wird Wasser entfernt, wodurch ein dichtes, poröses Netzwerkgel entsteht. Durch Abtrennung des Lösungsmittels und anschließendes Trocknen des Gels wird ein pulverförmiges Hydroxid synthetisiert, das anschließend kalziniert oder in einem Ofen verbrannt wird, um das Metalloxid zu erhalten.
Die Hydrolyse- und Trocknungsprozesse haben entscheidenden Einfluss auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Produkts. Die Hydrolyse von Metallalkoxiden ist eine nukleophile Reaktion mit Wasser, die durch folgende Gleichung dargestellt werden kann: M(OR)y + xH₂O → M(OR)y – x(OH) + xROH
Die Hydrolyse- und Koagulationsgeschwindigkeit sind zwei wichtige Parameter für die Bildung von Metalloxiden mittels des Sol-Gel-Verfahrens. Da Metalle eine höhere Elektronegativität aufweisen, verläuft die Hydrolyse langsamer, was zu kleineren Partikelgrößen führt. Die Wahl des Lösungsmittels ist bei Sol-Gel-Prozessen ebenfalls entscheidend. Beispielsweise beträgt die spezifische Oberfläche des aus Si(OMe)₄ hergestellten Gels bei Verwendung von Ethanol als Lösungsmittel 300 m²/g, während sie mit Methanol nur 170 m²/g erreicht.
Zunächst wurde mithilfe der Sol-Gel-Technologie ein Magnesiumhydroxid-Präkursor aus Magnesiumalkoxid und Wasser hergestellt, um Magnesiumoxid zu erhalten. Durch Hydrolyse entstand ein trockenes Magnesiumhydroxid-Gel mit hoher spezifischer Oberfläche und Porosität. Dieses Produkt zeichnet sich nicht nur durch hohe Reinheit, sondern auch durch eine mesoporöse Struktur mit gleichmäßiger Porenverteilung aus.
Es wurde außerdem ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von wabenförmigem Magnesiumoxid vorgestellt. Die hergestellte Nanofilmprobe wies eine kubische Kristallstruktur mit einem O:Mg-Atomverhältnis von etwa 3:1, eine spezifische Oberfläche von 5,2 m²/g und eine Dichte von 3,16 g/cm³ bei einer Nanofilmdicke von etwa 65 nm auf. Untersuchungen zum Entstehungsprozess und -mechanismus des Nanofilms ergaben, dass dieser durch Adsorption und Verbindung kubischer Körner gebildet wird. Weiterhin zeigten Untersuchungen der antibakteriellen und hochtemperaturbeständigen Eigenschaften der Nanofilme, dass diese neben einer ausgezeichneten antibakteriellen Aktivität gegen Staphylococcus aureus auch Temperaturen von bis zu 2000 °C standhalten und somit als Referenz für die Verbesserung bestehender antibakterieller und feuerfester Materialien dienen können.
Hebei Messi Biology Co., Ltd. erklärte, dass das Sol-Gel-Verfahren eine der wichtigsten Technologien zur Synthese von Magnesiumoxid-Nanopartikeln darstellt. Obwohl diese Methode einen einfachen Versuchsaufbau aufweist und eine gute Kontrolle der Reaktionsbedingungen ermöglicht, hat sie auch Nachteile wie einen hohen Polymerisationsgrad des Produkts und die Möglichkeit der Materialsynthese im kleinen Maßstab.