本文在全分析总结国内外聚合铝絮凝剂中纳米Al13形态形成机制及其分布特征的研究与发展趋势的基础上，依据国际前沿的最新研究进展，运用多种实验方法及分析手段，开展了纳米Al30制备、形态表征、形成机制及其稳定性研究；深入系统地研究了纳米Al13向Al30形态转化的条件与机理，并进一步研究考察了Al13及Al30形态絮凝过程中的水解沉淀行为、水解形态分布特征及转化规律、絮凝性能及机理。并在基础理论研究成果指导下，研究开发了两种具有工业化应用前景的高浓度、高纯(纳米型)聚合铝生产工艺，取得以下创新性研究成果：　　 1.进行了不同分辨率NMR谱仪和测试温度对纳米Al30形态27Al NMR定量检测分辨率影响的研究，建立了纳米Al30形态的高分辨率27Al NMR定量检测方法。研究表明，高场、高温有利于降低Al30形态中铝氧四面体线宽，增强图谱分辨率。　　 2.深入系统地研究了纳米Al30形成条件、转化规律及其影响因素，揭示了纳米Al30形成条件及其转化规律，并首次证实了纳米Al30形态是高浓度聚合氯化铝溶液中的优势形态。　　 3.深入研究了纳米Al30的形成机制，研究证实了热处理过程促进了高浓度聚合铝溶液中的Al13形态趋于聚合转化为Al30或更高聚合形态。进一步研究证实纳米Al13是生成纳米Al30形态的前驱物，但不能等量转化；铝单体存在是Al13转化为Al30形态的必要条件；纳米Al30是铝水解、聚合、沉淀过程中的一种亚稳形态，在120min之内基本不与Ferron试剂反应，属大分子Alc溶胶形态范畴。　　 4.系统地研究了纳米Al30的化学稳定性、水解沉淀行为及其絮凝效能。研究表明，纳米Al30形态是聚合铝絮凝剂中除Al13形态之外的又一种具有高稳定性、高活性凝聚絮凝形态。进一步提出了聚合铝絮凝剂中的最佳纳米凝聚絮凝形态应是以纳米Al13、Al30为代表，包括其聚集体组成的聚合铝形态簇。　　 5、在基础理论研究成果的指导下，改进发明了逆向二段化学合成工艺技术，成功地合成制备了高浓高碱化度，具有高Al13和Al30含量的高纯(纳米型)聚合氯化铝絮凝剂，并实现了产业化示范生产。进一步创新发明了热解活化法制备高纯(纳米型)聚合铝的工业化生产工艺。