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无机水合盐和脂肪酸是两类典型的中低温相变蓄热材料，具有蓄热能力强的显著优点，应用前景广阔，但是，导热系数小和相变过程中液相泄露的问题限制了其实际应用，此外，无机水合盐过冷和相分离的问题也亟待解决。本文选取CaCl2·6H2O和十四酸分别作为无机水合盐和脂肪酸的代表，通过改性，分别研究CaCl2·6H2O的过冷、相分离、热循环稳定特性和导热性能的增强，以及十四酸导热性能的增强和液相泄露问题，最后，将CaCl2·6H2O应用于热泵干燥系统中，分析相变蓄热性能。主要结论如下:
1、无水CaCl2与H2O按质量比1.027∶1可制备CaCl2·6H2O，通过添加成核剂SrCl2·6H2O和Ba(OH)2可抑制过冷，10次热循环平均过冷度为1.07℃，添加成核剂后潜热为160.41J·g-1。通过添加不同质量分数的MgCl2·6H2O可制备二元共晶水合盐相变蓄热体系，其相变温度随MgCl2·6H2O质量分数的增加呈线性降低，选取CaCl2·6H2O-20wt％MgCl2·6H2O为改性目标，通过加入1wt％SrCl2·6H2O和0.5wt％羧甲基纤维素钠(CMC)，过冷度降至0.57℃，潜热为141.09J·g-1。
2、将改性CaCl2·6H2O-20wt％MgCl2·6H2O在程序控温下进行100次凝固-熔化热循环实验，记录步冷-熔化曲线，并对每10个循环后的样品进行表征。分析发现，平均过冷度和过热度的平均值分别为0.59℃和0.49℃，且最大值仅1.10℃，熔化潜热平均值和标准差分别为120.62J·g-1和1.90J·g-1，由于相分离形成的不熔白色固体沉降物经X射线衍射XRD表征为溢晶石CaMg2Cl6·12H2O，并发现析出的溢晶石的量是有限的，证明CaCl2·6H2O-20wt％MgCl2·6H2O-1wt％SrCl2·6H2O-0.5wt％CMC在百次循环中具有良好的热循环稳定性。
3、选取石墨(Gr)、石墨烯纳米片(GnPs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)等碳素材料(C)以及SrCl2·6H2O为改性剂添加至CaCl2·6H2O中，制备无机混合相变材料C/0.2wt％SrCl2·6H2O/CaCl2·6H2O。结果表明:混合相变材料的液态导热系数均随碳素材料含量的增加呈线性提高，其中2.0wt％GnPs将导热系数提高69.35％;XRD证明碳素材料、CaCl2·6H2O和SrCl2·6H2O间无化学反应;随着碳素材料的增加，混合相变材料的潜热逐渐降低;2.0wt％GnPs可将0.2wt％SrCl2·6H2O/CaCl2·6H2O的放热时间缩短41.9％;对选定的材料进行100次加速热循环实验，证明制备的混合相变材料具有良好的热循环稳定性。
4、选取GnPs、MWCNTs和纳米石墨(NG)为导热增强剂分别添加至十四酸(MA)中，制备有机混合相变材料。结果表明:任一碳素材料与MA之间的混合均为物理相互作用;GnPs在增强MA导热性能上更具优势，其中3wt％GnPs可将MA固态导热系数提高176.26％;随碳素材料增加，相变潜热逐渐降低;碳素材料不利于提高MA热稳定性;3wt％GnPs/MA放热时间与纯MA相比降低了34.23％;3wt％GnPs/MA、3wt％MWCNTs/MA和3wt％NG/MA在经历300次快速热循环实验后，相变潜热分别达到181J·g-1、182J·g-1和182J·g-1左右。
5、以MA为相变材料，多孔材料硅藻土(D)为支撑材料，通过直接浸渍法制备定形复合相变材料MA/D。结果表明:硅藻土表面由于存在细小的孔结构而具有吸附能力;硅藻土和MA之间仅存在物理相互作用;差示扫描量热仪DSC和热重分析TGA证明复合材料均达到完全浸渍效果，且硅藻土有利于MA热稳定性的增强;复合材料经过水浴加热和烘箱加热后，不存在泄露现象;为防止过冷的发生，应避免复合材料中吸附的相变材料过少;复合材料经过300次热循环实验后依然保持结构不变，且潜热变化小。
6、搭建了用于封闭式热泵干燥系统的相变蓄热装置，采用CaCl2·6H2O作为相变材料，加入质量分数为0.1％的SrCl2·6H2O和1.0％的缓蚀剂，分别作为成核剂和延缓氯离子的腐蚀作用。实验结果表明:蓄热过程中，排湿空气将相变材料完全熔化，完成热量的有效存储;放热过程中，大部分相变材料凝固，实现热量的有效释放，可维持单台热泵机组正常工作62分钟，热泵蒸发温度基本维持在0-5℃之间，避免出现结霜现象;蓄放热过程存在非稳态效应，蓄热器进出口空气温差随时间逐渐变小;通过引入相变蓄热装置，解决了干燥过程排湿余热供需矛盾，提高了热泵干燥系统的工作效率。
1、无水CaCl2与H2O按质量比1.027∶1可制备CaCl2·6H2O，通过添加成核剂SrCl2·6H2O和Ba(OH)2可抑制过冷，10次热循环平均过冷度为1.07℃，添加成核剂后潜热为160.41J·g-1。通过添加不同质量分数的MgCl2·6H2O可制备二元共晶水合盐相变蓄热体系，其相变温度随MgCl2·6H2O质量分数的增加呈线性降低，选取CaCl2·6H2O-20wt％MgCl2·6H2O为改性目标，通过加入1wt％SrCl2·6H2O和0.5wt％羧甲基纤维素钠(CMC)，过冷度降至0.57℃，潜热为141.09J·g-1。
2、将改性CaCl2·6H2O-20wt％MgCl2·6H2O在程序控温下进行100次凝固-熔化热循环实验，记录步冷-熔化曲线，并对每10个循环后的样品进行表征。分析发现，平均过冷度和过热度的平均值分别为0.59℃和0.49℃，且最大值仅1.10℃，熔化潜热平均值和标准差分别为120.62J·g-1和1.90J·g-1，由于相分离形成的不熔白色固体沉降物经X射线衍射XRD表征为溢晶石CaMg2Cl6·12H2O，并发现析出的溢晶石的量是有限的，证明CaCl2·6H2O-20wt％MgCl2·6H2O-1wt％SrCl2·6H2O-0.5wt％CMC在百次循环中具有良好的热循环稳定性。
3、选取石墨(Gr)、石墨烯纳米片(GnPs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)等碳素材料(C)以及SrCl2·6H2O为改性剂添加至CaCl2·6H2O中，制备无机混合相变材料C/0.2wt％SrCl2·6H2O/CaCl2·6H2O。结果表明:混合相变材料的液态导热系数均随碳素材料含量的增加呈线性提高，其中2.0wt％GnPs将导热系数提高69.35％;XRD证明碳素材料、CaCl2·6H2O和SrCl2·6H2O间无化学反应;随着碳素材料的增加，混合相变材料的潜热逐渐降低;2.0wt％GnPs可将0.2wt％SrCl2·6H2O/CaCl2·6H2O的放热时间缩短41.9％;对选定的材料进行100次加速热循环实验，证明制备的混合相变材料具有良好的热循环稳定性。
4、选取GnPs、MWCNTs和纳米石墨(NG)为导热增强剂分别添加至十四酸(MA)中，制备有机混合相变材料。结果表明:任一碳素材料与MA之间的混合均为物理相互作用;GnPs在增强MA导热性能上更具优势，其中3wt％GnPs可将MA固态导热系数提高176.26％;随碳素材料增加，相变潜热逐渐降低;碳素材料不利于提高MA热稳定性;3wt％GnPs/MA放热时间与纯MA相比降低了34.23％;3wt％GnPs/MA、3wt％MWCNTs/MA和3wt％NG/MA在经历300次快速热循环实验后，相变潜热分别达到181J·g-1、182J·g-1和182J·g-1左右。
5、以MA为相变材料，多孔材料硅藻土(D)为支撑材料，通过直接浸渍法制备定形复合相变材料MA/D。结果表明:硅藻土表面由于存在细小的孔结构而具有吸附能力;硅藻土和MA之间仅存在物理相互作用;差示扫描量热仪DSC和热重分析TGA证明复合材料均达到完全浸渍效果，且硅藻土有利于MA热稳定性的增强;复合材料经过水浴加热和烘箱加热后，不存在泄露现象;为防止过冷的发生，应避免复合材料中吸附的相变材料过少;复合材料经过300次热循环实验后依然保持结构不变，且潜热变化小。
6、搭建了用于封闭式热泵干燥系统的相变蓄热装置，采用CaCl2·6H2O作为相变材料，加入质量分数为0.1％的SrCl2·6H2O和1.0％的缓蚀剂，分别作为成核剂和延缓氯离子的腐蚀作用。实验结果表明:蓄热过程中，排湿空气将相变材料完全熔化，完成热量的有效存储;放热过程中，大部分相变材料凝固，实现热量的有效释放，可维持单台热泵机组正常工作62分钟，热泵蒸发温度基本维持在0-5℃之间，避免出现结霜现象;蓄放热过程存在非稳态效应，蓄热器进出口空气温差随时间逐渐变小;通过引入相变蓄热装置，解决了干燥过程排湿余热供需矛盾，提高了热泵干燥系统的工作效率。