辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院立足鄂尔多斯市产业发展需求，设立校地科技合作培育项目，重点服务于能源领域，与鄂尔多斯市企事业单位共同提出研究题目。项目聚焦能源绿色开发、安全高效智能开采、资源价值利用等关键技术难题，通过定向对接企业需求，组建科研创新团队，开展产学研协同攻关，助力企业突破技术瓶颈，推动鄂市能源产业技术升级与创新发展，实现“校－院－地”优势互补、合作共赢目标。
本成果来自于《煤粉炉粉煤灰制备片状氧化铝联产白炭黑及其应用研究》，是2024年B组校地科技合作培育项目中，经过项目第一阶段成果评审的优秀项目。
一、项目背景
片状氧化铝因其独特的微纳米二维结构、高径厚比及α相晶体特性，在高端导热、精密抛光等领域需求快速增长。鄂尔多斯作为国家能源基地，年排放煤基固废（粉煤灰、煤矸石、煤气化渣）超1亿吨，综合利用率不足60%。其中，粉煤灰作为铝资源富集组分（含铝量达40%-50%），可替代铝土矿资源，但当前主要用于水泥、建材等低附加值领域，未能充分释放其铝、硅价值。与此同时，煤基固废中的硅元素可转化制备白炭黑——作为橡胶、塑料等关键添加剂，全球年需求量超百万吨。通过联产技术同步提取片状氧化铝与白炭黑两类高值产品，不仅能显著降低生产成本，实现铝、硅元素的高效回收利用，满足高端材料市场需求，更兼具显著的经济效益与环保效益。
国务院《关于推动内蒙古高质量发展奋力书写中国式现代化新篇章的意见》明确提出建设“鄂尔多斯粉煤灰提取氧化铝综合利用基地”。该联产技术通过从煤基固废中同步提取氧化铝和白炭黑，直接响应国家资源安全战略需求，保障铝资源供应安全。其研发成果将推动煤基固废实现减量化、无害化处理和高质量资源化利用。因此，该技术的工业化与产业化，不仅可降低固废处理成本，更能在鄂尔多斯市域内构建起固废“自产自销”、转化为高附加值产品的产业闭环，为鄂尔多斯建设“无废城市”提供重要支撑。
在校地科技合作培育项目研究基础上，成功获批2024年鄂尔多斯市科技突围“揭榜挂帅”重大项目立项《煤基固废资源高值化循环利用协同沙化土地治理关键技术研究与工程应用》；2025年获批国家自然科学基金（地区）项目1项。围绕校地科技合作培育项目申请发明专利2项；授权软件著作权2项；发表SCI论文4篇。
通过优化一步烧结法工艺参数，成功以预处理煤基固废为原料，制备出直径1-8 μm、厚度0.05-1 μm的六边形片状氧化铝。扫描电镜（SEM）分析表明，产物形貌完整，晶体发育良好，且径厚比可调控。与传统方法相比，该工艺具有流程短、能耗低及产品形貌可控等显著优势。
对所得片状氧化铝进行了系统的应用性能评价。导热测试结果显示，当以50 wt%填充量添加到环氧树脂中时，其填充的复合材料导热系数相较于纳米氧化铝填充体系提升50%以上。
四、行业影响
依托鄂尔多斯市丰富的煤基固废资源，成功开发“煤基固废制备片状氧化铝联产白炭黑”技术，制备出高附加值的六边形片状氧化铝和纳米白炭黑，其应用场景聚焦高端电子封装、锂电池隔膜涂层、半导体抛光等鄂尔多斯作为全国新能源装备制造基地与世界级现代煤化工产业示范区的核心需求，为构建“煤基固废—高端材料—终端应用”的循环经济闭环提供技术支撑。
附：科研团队介绍
辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院"固体废物建筑材料及结构"创新团队在环境、化工、功能材料等多个领域拥有丰富的经验，形成了自己独具特色的研究成果与实力。团队依托多个省部级科研平台，建立了"固废活性激发-结构功能一体化"技术体系，三年来共发表学术论文100余篇，授权发明专利10余项，获批国家重点研发重点专项、国家自然基金项目、辽宁省自然科学基金等纵向项目20余项，企业委托横向课题项目30余项，获得省部级奖励5项。
