近年来,具有可控尺寸和特定形貌的功能材料的设计与合成引起了研究人员广泛的研究兴趣。更简单的方法和更有效的控制一直是可控制备领域不变的追求目标。作为一种重要的目标材料,纳米到微米尺寸的层级结构勃姆石粉体由于具有低密度、大表面积、特殊的结构和形貌等特性,而使得其具有不同于大块固体颗粒的特殊的物理和化学特性,因此激发了科研工作者极大的研究热情。本论文采用水热及微波水热法制备层级结构勃姆石粉体,并对其形貌、结构、性能及形貌演变机理进行了系统研究。主要研究结论如下:(1)首先通过简便的水热法合成了空心球状勃姆石(γ-AlOOH),为探讨其结晶形态和形貌演变过程,利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等技术对不同反应时间的样品进行了表征,并在实验事实的基础上,提出了一个由奥斯瓦尔德熟化和溶解-再结晶驱动的自发的形貌演变机理。晶型和形貌演变是一个非常复杂的过程,包括成核、生长、凝集和自组装,所有这些步骤都可能会受到实验条件变化的显著影响。因此,系统地理解形貌演变过程并在此基础上调控形貌演变过程将有助于制造新颖形貌的材料。(2)以硫酸铝溶液和尿素为原材料,两亲嵌段共聚物聚苯乙烯嵌段聚丙烯酸羟基乙酯(P(St)-b-P(HEA))作为结构引导剂,运用微波水热法在150℃下反应120min合成了空心微球勃姆石(γ-AlOOH)。最终产物通过X-射线衍射、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)进行了表征。电镜分析发现勃姆石空心微球直径在1-2μm左右,壳厚度近乎200 nm。为研究空心微球结构勃姆石超细粉体的影响因素和形成机理,利用扫描电子显微镜(SEM)表征了不同反应时间的样品,并在实验事实的基础上提出了一种自发的形貌演变机理。(3)仅使用Al2(SO4)3水溶液和尿素作为原料,成功地确立了一条无添加剂的微波水热合成路线。第一次实现了在180℃下由微波水热法直接合成核壳结构勃姆石粉体。最终的产品通过X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)技术进行了表征。基于更少的反应时间通常意味着更少的能量消耗或过程更加环境友好这一事实,通过利用全功率微波加热和适宜的尿素量,成功地将微波水热法制备核壳结构勃姆石粉体的反应时间减少到了仅需40min。与此同时,还制备了不同反应时间的反应产物并进行了表征,以此研究与核壳结构形貌和勃姆石晶型演变过程相关的影响因素和可能机理。(4)本文中,仅使用硝酸铝和尿素为原料,首次在10l容积的高压釜中,采用无添加剂水热合成路线小规模制备了均分散且晶型发育完好的片状形貌勃姆石粉体。为探讨结晶形态和形貌演变过程,对不同反应时间的样品进行了表征,并在实验事实的基础上,提出了一个由ostwald熟化和溶解-再结晶驱动的自发的形貌演变机理。系统理解形貌演变过程与影响因素,不仅有利于实现规模化制备片状形貌勃姆石,并且将会加快其在催化、催化剂载体、吸附、阻燃、缓释等方面的工业应用与拓展。本工作在无添加剂规模化制备均分散片状形貌勃姆石粉体方面,实现了确实的突破。希望这一容易实现工业化生产的水热合成路线,以及对这一形貌产物的具体性能研究,将在催化、催化剂载体、吸附、阻燃、转移及释放等领域提供一些应用机会。(5)通过结合0-1000w全功率微波加热、200%尿素用量、更高的反应温度等三个主要影响因素,经180?c反应30min,首次利用无添加剂快速微波水热法制备了结晶良好的均分散空心微球形貌勃姆石。以时间分解试验结果为基础,提出反应温度、尿素用量、微波功率范围,或许是影响微波水热条件下制备空心微球形貌层级结构勃姆石粉体的关键影响因素。(6)本文中,作为一种同等重要的共存原料,硫酸铝被有意识且按比例的引入到氯化铝/硝酸铝-尿素水热反应过程中,以便形成so42-:cl-和so42-:no3-阴离子竞争体系。通过连续调整so42-:cl-和so42-:no3-的相对比例,成功制备了从片状组装体到中空微球形貌的勃姆石粉体。本方法被命名为阴离子竞争法,并相信,这种决定勃姆石最终形貌的简单又有效的调控思路,不仅是一种两全其美,更是一种赢在起点的解决方案。(7)作为另一种共存的原料,乙酸铝被主动引入到氯化铝/硝酸铝-尿素水热反应体系,不仅分担阳离子总量,并且提供了竞争性的阴离子。这一无添加剂自我形貌控制水热过程的关键,是形成ch3coo-:cl-或ch3coo-:no3-竞争体系,并以此达到形貌调控及环境友好性目标。通过连续调整ch3coo-:cl-或ch3coo-:no3-的相对比例,成功制备了从片状组装体到中空微球形貌的勃姆石粉体。为研究晶型及形貌演变过程,制备了不同反应时间的产品,并利用xrd、sem进行了表征。(8)本文中,作为一种同等重要的共存原料,硫酸铝被有意识且按比例的引入到氯化铝/硝酸铝-尿素微波水热反应过程中,以便形成so42-:cl-和so42-:no3-阴离子竞争体系。通过连续调整so42-:cl-和so42-:no3-的相对比例,成功制备了从片状组装体到中空微球形貌的勃姆石粉体,并利用时间分解实验,研究了中空微球形貌及晶型演变过程。将阴离子竞争法成功引入到微波水热过程中,既验证了该方法的通用性,扩展了其应用领域,又丰富了微波水热条件下的勃姆石形貌调控思路。(9)本文中,当乙酸铝被主动其按比例引入到氯化铝/硝酸铝-尿素微波水热反应体系,以便建立CH3COO-:Cl-及CH3COO-:NO3-阴离子竞争体系。勃姆石形貌演变过程类似一场拔河比赛,通过连续调整CH3COO-:Cl-或CH3COO-:NO3-的相对比例,勃姆石粉体逐渐从片状组装体转变为花状聚集体,并最终演变为中空微球形貌。对该易操作的微波水热形貌调控方法的进一步细致研究,将为今后的工业应用提供潜在的机会。