Nadzor nad morfologijo in velikostjo aluminijevega oksida je odvisen od natančnega nadzora predhodnikov, dodatkov, reakcijskih pogojev (temperatura/pH/čas) in naknadne-obdelave med pripravo. Z različnimi metodami je mogoče doseči usmerjeno sintezo različnih struktur, od nanodelcev do mikronskih- listov, kroglic in vlaken.
1. Izbor prekurzorja in metoda priprave določata osnovno morfologijo.
Različne sintetične poti določajo začetni vzorec rasti in strukturne značilnosti aluminijevega oksida:
Metoda obarjanja: Z nadzorovanjem razmerja med aluminijevimi solmi (npr. aluminijev nitrat) in obarjalnimi sredstvi (amoniak, amonijev bikarbonat) in hitrostjo hranjenja je mogoče nadzorovati hitrost nukleacije, kar ima za posledico enakomerno velike sferične ali skoraj -sferične delce. Na primer, hitro obarjanje spodbuja nastanek majhnih delcev, medtem ko počasno dodajanje po kapljicah spodbuja urejeno rast kristalov.
Sol-gel metoda: z uporabo hidrolize in kondenzacije aluminijevih alkoksidov (npr. aluminijev izopropoksid) je mogoče pripraviti visoko-čist, ultrafin in dobro-razpršen nano-aluminijev oksid s prilagajanjem pH, vrste topila in temperature hidrolize. Kisli pogoji običajno zavirajo hitro nukleacijo, kar daje prednost tvorbi enotnih sferičnih delcev.
Hidrotermalna/solvotermalna metoda: V zaprtem avtoklavu je mogoče doseči natančen nadzor eno-dimenzionalnih ali dvo-dimenzionalnih struktur, kot so nanopalice in nanoplošče, s prilagajanjem reakcijske temperature (120–220 stopinj), časa zadrževanja in mineralizacijskega sredstva (NaOH). Podaljšanje časa zadrževanja na primer pomaga kristalom, da prednostno rastejo vzdolž določenih kristalnih ravnin in tvorijo igličaste-ali ploščate-podobne strukture.
Metoda s staljeno soljo: z uporabo kloridnih ali sulfatnih soli kot reakcijskega medija se reakcija izvaja pri 400–900 stopinjah. Staljene soli ne le znižajo aktivacijsko energijo reakcije, temveč tudi učinkovito omejijo anizotropno rast kristalov. Študije so pokazale, da lahko dodajanje Zn²⁺ povzroči šesterokotne plošče-podobne izdelke, medtem ko Ti4⁺ spremeni trend rasti in poveča debelino.
2. Natančen nadzor z dodatki in površinsko aktivnimi snovmi
Spodbujevalci rasti kristalov: Ustrezen dodatek lahko bistveno izboljša pravilnost delcev. Na primer, dodajanje posebnih organskih dodatkov sistemu za obarjanje amonijevega bikarbonata lahko prinese heksagonalne delce aluminijevega oksida z velikostjo 1–2 μm in pravilno obliko, s specifično površino približno 2 m²/g.
Površinsko aktivne snovi: CTAB, PEG itd., se lahko adsorbirajo na določene kristalne površine, zavirajo njihovo rast in tako nadzorujejo končno morfologijo. Z uporabo CTAB in PEG v kislih pogojih lahko pridobimo bolj enakomerno velik lamelarni aluminijev oksid; medtem ko lahko SDBS povzroči sekundarno nukleacijo, kar vpliva na čistost izdelka.
Sredstva za -oblikovanje por/razširjevalci por: Organske snovi, kot so škrob, PEG in saje, po kalcinaciji izgubijo svoje pore in tvorijo strukture por, ki jih je mogoče nadzorovati, primerne za pripravo votlih sferičnih ali poroznih mikrokroglic, izboljšanje specifične površine in učinkovitost prenosa mase.
