材料的形貌、尺寸及空间排布对材料的性能有很大的影响。随着材料制备和改性技术的不断发展与完善，材料的设计组装已经吸引了很多研究者的兴趣，因为它们在许多领域有着广泛潜在的应用前景。纳米氧化铝除具有纳米材料所特有的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等基本特征外，还具有许多自身独特的性能，如高强度、高硬度、耐热、耐腐蚀等特性，在力、光、热、电学等领域表现出一系列优异性能，可广泛应用于石油化工、陶瓷、新材料、微电子、航空航天等领域。本文采用超临界二氧化碳技术和自牺牲模版合成了氧化铝纳米片、纳米棒及空心微球，研究其对水溶液中铀的去除效率。以硝酸铝为铝源，尿素为沉淀剂，在超临界二氧化碳条件下合成勃姆石前驱体。利用超临界CO₂分子的剥离作用，把无定形的产物剥离成卷曲为不同形态的纳米片，焙烧后得到的γ-氧化铝会保持前驱体的形貌，且具有较高的比表面积和一定孔结构。综合考察了pH、接触时间、吸附剂用量、初始铀浓度以及温度等条件对铀吸附效率的影响，氧化铝纳米片具有较高的铀吸附能力，去除率可达92.9%。把溶胶凝胶工艺和超临界技术有效地结合起来，以阴阳离子铝盐为原料，利用两种铝盐的双水解过程形成溶胶在超临界二氧化碳条件下水热反应得到钠明矾石前驱体纳米片，高温下焙烧得到直径大约为15-45nm，长度为60-150nm的γ-氧化铝纳米棒，并且无数的纳米棒堆积在一起整体呈片状，并对产物的形成机理进行探讨。以反应过程中生成的大量有机副产物为自牺牲模版，利用一个简单的溶剂热过程制备了壳核结构的前驱体微球，在一定温度下焙烧后，有机物核被去除，形成空心球型氧化铝。得到的氧化铝空心微球比表面积达到326.4m²/g。综合考察了pH、接触时间、初始铀浓度以及温度等单因素条件对铀吸附效率的影响，探索最佳的吸附条件，在最佳条件下，铀的吸附容量达到19.51mg/g。