纳米材料因其独特的物理化学性质,近年来受到了各界广泛的关注,尤其是新型的分级结构纳米材料,其所潜在的独特性质一直是目前研究的热点。本论文主要采用两段式溶剂热法制备了高度开放的簇状分级结构纳米氧化铝,并以其为研究对象,考察其合成工艺条件对其形貌的影响。通过进一步研究簇状结构的演变过程,推导出了一条可能存在的生长机理。采用无机盐调控次级单元叶片的微晶取向,成功制备了具有特定晶面取向的分级结构纳米氧化铝。重点研究了具有特定晶面取向的分级结构纳米氧化铝的热稳定性,表面酸碱性能及其在甲烷干气重整中的催化应用。1.采用两段式溶剂热反应制备簇状分级纳米氧化铝,发现其合成条件受到严格的限定,本溶剂热体系中存在一个最佳的合成条件。反应中尿素的添加量,乙醇/水的比例,铝离子浓度以及熟化过程中的pH值都会影响产物的形貌及物相。2.通过考察簇状分级结构纳米氧化铝在不同反应时间下的形貌及物相的演变过程,并采用不同的有机溶剂及沉淀剂研究了其对产物形貌的影响,基本明确了本体系中簇状分级结构纳米氧化铝是一种阴离子导向的生长机制。3.研究了在醇水体系中表面活性剂失活的原因及具有晶面取向调控作用的物质。采用相应的无机盐,在适量的范围内进行了次级单元叶片的晶面调控研究,成功地制备了两种新型晶面取向的簇状分级结构纳米氧化铝。4.以商业氧化铝为对比对象,重点研究了簇状分级结构纳米氧化铝的抗团聚性及晶相延迟转变的性能。以簇状分级结构氧化铝为载体所制备的镍基催化剂,在高温下金属颗粒在次级单元叶片上仍然呈高度分散状态,致使该催化剂在甲烷干气重整反应中有良好的催化性能且优于商业氧化铝催化剂。