Al₂O₃气凝胶具有独特的多孔结构,在热传导时具有无限长路径,同时能使活性组分得到有效分散,可以增强催化剂的催化性能。它在水中呈现AlO-OH的形态,使其具有良好的吸附能力,因此Al₂O₃气凝胶多被用在隔热,催化剂载体和吸附领域。但是,常规方法制备的Al₂O₃气凝胶密度相对较高,而密度是影响Al₂O₃气凝胶作为隔热,催化剂载体和吸附材料的关键因素,因此,降低Al₂O₃气凝胶的密度是拓宽Al₂O₃气凝胶应用范围的重点。本文采用溶液-冷冻-干燥-煅烧技术,以AlCl₃·6H₂O为铝源,壳聚糖为模板剂,制备了超低密度的Al₂O₃基气凝胶（约9 mg/cm³）,并研究了其作为隔热材料,催化剂载体和吸附材料的性能。研究发现,制备的纯Al₂O₃气凝具有相对较好的隔热性能;以Al₂O₃气凝胶作为Pt催化剂的载体催化高氯酸铵热分解,相较于以纯Pt为催化剂而言,高氯酸铵的高温分解温度降低了近30°C,放热量增加了699 J/g;以Al₂O₃气凝胶作为U（VI）吸附剂,最大吸附量为769.9 mg/g,重复使用五次,其吸附效率基本保持不变。这些结果表明,制备的Al₂O₃气凝胶在隔热,催化剂载体和吸附等领域均具有优异的性能。Al₂O₃气凝胶的吸附性能尤其突出,因此对其吸附性能进行了深入研究,研究结果表明以不同模板或不同铝盐,制备得到的Al₂O₃气凝胶具有不同的微观结构,这可能导致其吸附性能不同。因此,以不同铝盐,不同模板制备了多种Al₂O₃气凝胶。采用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱、热重分析、X射线衍射和X射线光电子能谱等技术对Al₂O₃气凝胶进行了表征。结果表明,制备的Al₂O₃气凝胶完全复制了模板的微观结构。此外,进一步研究了这些Al₂O₃气凝胶对U（VI）的吸附性能,包括废水的pH值、吸附时间、废水中共存离子的不同,U（VI）溶液的初始浓度以及Al₂O₃气凝胶的可重复使用性。结果显示,Al₂O₃气凝胶对U（VI）吸附在180 min内达到平衡,最大吸附量为805.58 mg/g,共存离子对Al₂O₃气凝胶吸附的U（VI）行为几乎没有影响,同时,5次循环后,这些Al₂O₃气凝胶的吸附效率基本保持不变（约90%）,这些说明Al₂O₃气凝胶是一种性能优异的U（VI）吸附剂。最后,通过X射线光电子能谱深入阐述了U（VI）与Al₂O₃气凝胶的相互作用机理。