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纳米氧化镁是一种新型高功能精细无机材料，主要类型有纳米粉末、纳米薄膜、纳米丝和纳米固体。出于其结构的特殊性，决定了它具有不同于本体的电学、磁学、热学及光学性能，从而开辟了一系列新的应用领域。
一、纳米氧化镁在杀菌材料方面的应用 研究发现：纳米氧化镁因具有较高的比表面积，存在较多晶格缺陷而带正电荷，吸附卤素气体后可以与带负电的大肠杆菌和芽孢等形成强的作用，从而对细菌、芽孢以及病毒表现出很高的杀灭性，与氧化银及含银、铜等其他金属元素的固体杀菌剂相比，纳米氧化镁具有原料丰富、杀菌条件简单、本身无臭无味等优点。 美国Nanoscale公司对纳米氧化镁的杀菌性能作了系统的研究，结果表明：4-10nm的氧化镁（UG-Mg20）对多种病毒、细菌和真菌有异常突出的杀灭效果（20min内、细菌的杀灭效果为100%），远优于通常的银系杀菌剂（60min内，细菌的杀灭效果为100%）；且纳米氧化镁UG-Mg20对氯气有巨大的吸附能力，可吸附自身重量20%的氯气，进一步强化了杀菌作用。
二、纳米氧化镁在纳米相陶瓷方面的应用 纳米氧化镁在陶瓷中可用作烧结助剂，纳米陶瓷由无团聚纳米粉体氧化钛、氧化铝等经静态烧结或应力有助烧结而成。但由于纳米粉体表面能高，表面活性大、较高的晶界能为晶体的长大提供较高的推动力的同时也引发晶界粘合强度下降，纳米氧化镁作为纳米相陶瓷的烧结助剂，可以有效的解决这一难题。在纳米氧化锆粉体中掺入5%的纳米氧化镁，通过无应力烧结成功制成了高密度的陶瓷。 三、纳米氧化镁在炼钢工业方面的应用 纳米氧化镁用于炼钢工业，可用作硅钢板退火隔离剂。硅钢板在高温退火时，硅钢板涂层用氧化镁性能与硅钢板表面所生成的硅酸镁绝缘薄膜品质的好坏有直接的关系，但影响这种性能的因素，至今文献报道很少，属各国专利。对国外硅钢板涂层用氧化镁作X-射线衍射剖析发现，所用氧化镁UG-Mg40平均粒径为40-65nm，属纳米粉体之列。四、纳米氧化镁在催化剂方面的应用 纳米氧化镁晶体作为烷基氯化的催化剂，可吸附大量氯气形成的Cl2-氧化镁加合物，在氧化镁纳米晶体上由于氯原子与表面O2--阴离子共享电子云密度，当氯气发生解离化学吸附时，类氯离子被包埋，因此Cl2-氧化镁加合物化学反应性比氯气更接近于氯离子，且Cl2-氧化镁加合物的选择性比氯原子更高。采用经一定预处理的纳米氧化镁做催化剂，可使催化合成法制乙酞丙酮过程产品的收率由80%提高到95%。纳米氧化镁对双马来酞亚胺（BMI）的聚合也具有很高的催化活性。