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本发明公开了一种富含五配位氧化铝及其合成方法和应用，所述富含五配位氧化铝的合成方法为：将可溶性金属铝盐与有机络合剂混合溶解于去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液加热搅拌直至形成粘稠胶状物，将该粘稠胶状物进行加热活化，使配位络合在铝离子上的有机络合剂受热分解，再自然冷却至室温得到富含五配位的氧化铝前驱体粉末，置于含氧气氛下进行焙烧处理，铝离子被氧化形成氧化铝，有机络合剂分解形成的残留在所述氧化铝表面的碳材料被燃烧除去，即得富含五配位氧化铝粉末。本发明的氧化铝粉末含有大量的五配位氧化铝的物相，因此具有大量的氧空位，通过富含五配位氧化铝载体具有的氧空位将金属原子铆定住，得到高负载量的单原子催化剂。

本发明提供一种将铝灰转化为高纯度氧化铝的方法与高纯度氧化铝，属于危险废弃物资源化利用技术领域。本发明的方法包括：将铝灰和水混合，经搅拌，超临界水反应活化，过滤，得到一级净化铝泥；将一级净化铝泥和氢氧化钠溶液混合，经搅拌，过滤，得到一级富铝液；向一级富铝液中加入碳酸钠，经搅拌，低温等离子体处理、过滤，得到二级纯化富铝液；向二级纯化富铝液中加入氢氧化铝晶种，经搅拌，分离，清洗，煅烧，得到高纯度氧化铝。本发明的处理方法过程简单，可实现铝灰的高效提纯净化，且得到的氧化铝纯度最高达98.34％。