Řízení morfologie a velikosti oxidu hlinitého závisí na přesném řízení prekurzorů, přísad, reakčních podmínek (teplota/pH/čas) a následného-zpracování během přípravy. Různými metodami lze dosáhnout směrovou syntézu různých struktur, od nanočástic až po mikronové-filmy, kuličky a vlákna.
1. Výběr prekurzoru a způsob přípravy určují základní morfologii.
Různé syntetické cesty určují počáteční růstový vzor a strukturální charakteristiky oxidu hlinitého:
Metoda srážení: Řízením poměru solí hliníku (např. dusičnanu hlinitého) ke srážecím činidlům (amoniak, hydrogenuhličitan amonný) a rychlosti dávkování lze řídit rychlost nukleace, což vede k jednotně velké kulovité nebo téměř -kulovité částice. Například rychlé srážení podporuje tvorbu malých částic, zatímco pomalé přidávání po kapkách podporuje uspořádaný růst krystalů.
Metoda sol-gelu: Pomocí hydrolýzy a kondenzace alkoxidů hliníku (např. isopropoxid hlinitý) lze připravit vysoce-čistý, ultrajemný a dobře-dispergovaný nano-oxid hlinitý úpravou pH, typu rozpouštědla a teploty hydrolýzy. Kyselé podmínky typicky inhibují rychlou nukleaci, což podporuje tvorbu jednotných sférických částic.
Hydrotermální/Solvotermální metoda: V uzavřeném autoklávu lze dosáhnout přesné kontroly jedno{0}}nebo dvou{1}}dimenzionálních struktur, jako jsou nanoruty a nanovrstvy, úpravou reakční teploty (120–220 stupňů), doby zdržení a mineralizačního činidla (NaOH). Například prodloužení doby držení pomáhá krystalům přednostně růst podél konkrétních krystalových rovin a vytvářet jehličkovité -nebo deskovité- struktury.
Metoda roztavené soli: Použitím chloridových nebo síranových solí jako reakčního média se reakce provádí při 400–900 stupních. Roztavené soli nejen snižují aktivační energii reakce, ale také účinně omezují růst anizotropních krystalů. Studie ukázaly, že přidání Zn²⁺ může vyvolat výrobky podobné šestihranným deskám-, zatímco Ti⁴⁺ mění trend růstu a zvyšuje tloušťku.
2. Přesná kontrola pomocí aditiv a povrchově aktivních látek
Promotory růstu krystalů: Vhodné přidání může výrazně zlepšit pravidelnost částic. Například přidáním specifických organických přísad do systému srážení hydrogenuhličitanu amonného lze získat šestihranné částice oxidu hlinitého o velikosti 1–2 μm a pravidelného tvaru se specifickým povrchem přibližně 2 m²/g.
Povrchově aktivní látky: CTAB, PEG atd. se mohou adsorbovat na specifické povrchy krystalů, inhibovat jejich růst a tím kontrolovat konečnou morfologii. Použití CTAB a PEG za kyselých podmínek může získat rovnoměrnější velikost lamelárního oxidu hlinitého; zatímco SDBS může způsobit sekundární nukleaci, což ovlivňuje čistotu produktu.
Činidla vytvářející póry/rozšiřovače pórů: Organické látky, jako je škrob, PEG a saze, po kalcinaci ztrácejí své póry, vytvářejí ovladatelné struktury pórů, vhodné pro přípravu dutých sférických nebo porézních mikrokuliček, zlepšují měrný povrch a účinnost přenosu hmoty.
