Контролът на разпределението на размера на алуминиевия оксид зависи от регулирането на прекурсорите, реакционните условия, добавките и процесите на топлинна обработка по време на подготовката. Това позволява прецизен контрол върху размера на частиците и диапазона на тяхното разпределение, отговаряйки на изискванията за производителност на различни приложения.
Прекурсорите и методите за получаване определят първоначалното разпределение на размера на частиците
Контрол на размера на частиците на суровината: Първоначалният размер на частиците на алуминиевия хидроксид или бемит директно влияе върху крайното разпределение на размера на частиците на алуминиевия оксид. Например, фини прекурсорни зърна след калциниране образуват нано-алуминиев оксид с множество микропори и голяма специфична повърхност (D50 може да бъде само 5–20 nm); докато прекурсорите с-големи-размери на частици допринасят за получаване на активиран двуалуминиев оксид с по-големи размери на порите и по-широко разпределение.
Сол-гел метод: Чрез регулиране на pH стойността и скоростта на хидролиза може да се постигне нано-алуминиев оксид (5–50 nm) с тясно разпределение на размера на частиците (PDI по-малко или равно на 0,15), подходящо за високо-прецизна катализа и приложения за покритие.
Високо{0}}енергийно топково смилане:
Този метод смила алуминиев оксид с микрон-размер до 50–80 nm, но лесно въвежда примеси и е подходящ за абразивни приложения, където не се изисква висока чистота.
Добавки и порообразуващи-агенти за регулиране на структурата на порите и агрегацията на частиците:
Органични поро{0}}образуващи агенти (напр. нишесте, PEG, целулоза): Добавени по време на процеса на формоване, те изгарят след калциниране, за да образуват контролируеми пори, като значително увеличават размера на порите и подобряват порьозността. По-високите количества на добавяне водят до по-големи размери на порите и по-големи обеми на порите и могат да се използват за приготвяне на порест двуалуминиев оксид с размер на порите от 100–250 nm.
Повърхностноактивни вещества (напр. CTAB, PVA): Инхибират растежа чрез адсорбиране върху специфични кристални равнини, регулиране на морфологията на частиците и разпределението на размера и подобряване на еднородността.
Неорганични разширители на порите (напр. TiO₂, SiO₂): Инхибират огрубяването на зърната по време на високо-температурно синтероване, стабилизират макропорестата структура и подобряват термичната стабилност.
Оптимизиране на растежа и разпределението на зърното чрез термична обработка
Температурата на калциниране е ключов параметър за контролиране на разпределението на размера на частиците:
400–600 градуса: Генерира -Al₂O₃, запазвайки висока специфична повърхност (200–600 m²/g), малък размер на порите (2–10 nm) и концентрирано разпределение, подходящо за десиканти и катализаторни подложки.
>1200 градуса: Постепенно се трансформира в -Al₂O₃, което води до растеж на зърна, по-широко разпределение на размера на частиците и D50 над 66,9 μm, подходящ за електролитен алуминий и огнеупорни материали.
Скорост на нагряване и време на задържане: Бавното нагряване насърчава равномерния растеж на зърната и намалява дисперсията на размера; дългите времена на задържане насърчават агломерацията на зърната, което води до увеличен размер на частиците и промяна на разпределението.
