有机碱作为一种绿色高效的碱介质,近年来在化工领域越来越受到重视。然而目前氧化铝工业应用较多的为无机铝酸盐体系例如铝酸钠,对有机铝酸盐体系研究较少。本文以界面反应机理、溶液微观结构、结晶调控机制为科学问题,结合在线、离线等手段对三水铝石-胆碱体系的反应动力学及平衡热力学进行了研究,并利用胆碱铝酸盐为前驱体制备出纳微尺度的氧化铝。主要取得如下结果:(1)首先研究了三水铝石-胆碱反应动力学和界面反应机理,确定三水铝石-胆碱反应速率与搅拌强度、固液比、碱浓度和温度有关,且关于固液比和碱浓度的反应级数为1。反应的表观活化能为95.193 kJ/mol,低于三水铝石与氢氧化钠反应的活化能。其溶解机理是三水铝石通过晶格断裂生成氢氧化铝分子,然后在液固两相达到吸附平衡,胆碱界面张力小,更利于氢氧化铝分子向液相的扩散。(2)三水铝石在胆碱中的平衡溶解度较同等浓度和温度下的氢氧化钠低,这是由于水在溶解过程中起关键作用。胆碱的分子量比氢氧化钠高,因此相同浓度下胆碱溶液中作为分散介质的水较少。三水铝石在胆碱中的平衡溶解度符合方程CAl=K(T)COH·[55.56-6.73COH]n的形式,该式也能很好的拟合胆碱的电导率曲线,说明胆碱中起溶解作用的OH-即溶液中能自由移动传输电子的那部分OH-。三水铝石与胆碱的反应焓为17.845 kJ/mol,也较氢氧化钠略低。常温下的平衡溶液中都有四配位的单体铝酸根,在中等碱浓度(0.9～2.1 mol/L)的溶液中还有五配位的单体铝酸根,更高浓度的(大于2.7mol/L)溶液中有聚合铝离子。(3)通过在线电导监测了有机铝酸盐与橄榄油反应过程中OH-浓度的变化,说明了反应过程皂化与结晶发生了耦合。将制得的皂基在500℃下煅烧去除有机物模板,得到了粒径为300 nm,表面多孔的球形纳微γ-Al2O3,在该反应中季铵阳离子不仅参与了反胶束的形成,对结晶过程进行调控,在后期也能通过高温很好的去除,该方法兼顾产品质量与产率,并且可重复性好,反应条件温和,具备很高的商业价值和应用前景。