铝的溶液化学特别是铝盐水解产物的形态化学不仅是揭示水污染控制化学中铝系絮凝剂与胶体颗粒间作用机制从而客观筛选高效絮凝剂的关键,也是探究环境化学中铝的迁移转化规律从而有效防治铝污染的关键。铝盐水解过程十分复杂,单体Al（H2O）63+与Al（OH）3之间,存在数量众多形态各异的中间体。为了研究聚铝形态的形成和转化机理,需从复杂多变的水解溶液中尽可能多地离析出纯的聚铝化合物并解析其结构。为有效控制铝盐水解聚合过程,使人们能方便地从中离析各种聚铝化合物,最为行之有效的控制手段便是,测定不同温度下铝盐水解体系固液平衡等温相图,控制溶液组成能够落入某温度相图中某一水解产物的单相结晶区从而使其单独析出。但能从Al Cl3-Al（OH）3-H2O三元体系中析出的聚铝化合物品种有限,加入Na2SO4使其中各种聚铝形态以硫酸盐或硫酸氯化物的形式析出是文献中用得最多的方法,但引入的Na+离子一来会结合在某些聚铝形态上,给研究聚铝形态自身的形成演变规律带来干扰,二来会使体系变成复杂的Na2SO4-Na Cl-Na OH-Al2（SO4）3-Al Cl3-Al（OH）3-H2O七组分体系,给测定相对简单的多组分体系相图并用其控制合成带来困难。本文设计并测绘了常压75℃Al2（SO4）3-Al Cl3-Al（OH）3-H2O体系固液平衡四面体等温相图,实现了用Al2（SO4）3控制捕捉Al Cl3-Al（OH）3-H2O体系中多种聚铝形态分别析出单相结晶的目的。本文通过选取合适的投料截面,计算各投料点所需的物料配比,低碱化度区用Al粉调节氯化铝和硫酸铝溶液的碱化度,高碱化度区用Al（OH）3调节其碱化度,充分固液平衡后取出总组成、饱和母液和湿固体样,用KOH溶液解聚溶样,采用溶液X-射线荧光光谱法测定其中各元素含量,并将四组分质量分数之和等于1的四面体坐标系换算为三维直角坐标系进行标点连线,测绘了常压75℃Al2（SO4）3-Al Cl3-Al（OH）3-H2O体系四面体等温相图。三维电子衍射结构分析得出[Al4（OH）8（H2O）6]（SO4）2·2H2O和Al4（OH）8（H2O）6]（SO4）2·1.5H2O的结构。二者中聚铝形态[Al4（OH）8（H2O）6]4+（step─Al4）的结构与矾土石（[Al4（OH）8（H2O）6]（SO4）2·8H2O）中聚阳离子的结构相似,说明在实验室条件下只要在相图指导下控制好溶液的化学组成也可合成出矿物来,再次说明溶液中所有聚铝形态的析出都有其形成结晶的相图规律可循,四面体相图的绘制为众多铝盐水解产物的析出创造出更加广阔的三维相图空间,为控制合成更多聚铝化合物奠定了基础。三维电子衍射结构分析得出[Al8（OH）14（H2O）18]（SO4）4Cl2·2H2O的结构。其中聚阳离子[Al8（OH）14（H2O）18]4+（P─Al8）的结构与2018年张晓杰合成的[Al8（OH）14（H2O）18]（SO4）4Cl2·14H2O中P─Al8的结构类似。本文合成的硫酸step─Al4和硫酸氯化P─Al8是将捕捉剂当作第四组分在四面体相图指导下用Al2（SO4）3从自发水解的Al Cl3-Al（OH）3-H2O体系中捕捉到的,实现了铝形态捕捉由“广种薄收”到“瓮中捉鳖”的转变。本文在50℃下用KOH对Al Cl3溶液强制水解的条件下得到[Al30.5O8（OH）60（H2O）24]（2,6-NDS）6Cl3.5·75H2O。其中聚铝形态[Al30.5O8（OH）60（H2O）24]15.5+(Al30.5)的结构是,在Al30的基础上,在其腰部两侧悬挂两个占位率为1/4的Al核(Al1/4（OH）2[（H2O）1/4]4),形成分立存在的Al30.5形态,与本课题组以往发现的链状Al30.5不同,是形成链状结构的前驱体。