相变储能材料具有储能密度大、残余热量低的特点,有望应用于空气能热水器中。与传统空气能热水器相比,使用相变材料的新型储能换热系统体积只有原来的三分之一,而综合效率可以提高20%。因此开发用于空气能热水器中的相变材料具有重要的意义。本文通过一系列有机相变储能材料物理机械复合方法,筛选出用于空气能热水器的相变储能材料,要求相变温度在46⁵0℃、相变潜热值大于200 J/g和热循环稳定的相变储能材料。以经过筛选出来的有机相变储能材料作为基体,添加合适的成核剂改善相变材料的过冷现象,并添加具有高导热系数的膨胀石墨提高相变材料的导热性能。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FT-IR）等技术对其相组成与微观结构进行表征,用差示扫描量热法（DSC）和导热系数测量等方法对相变储能材料的热学性能进行表征。其具体研究内容和结果如下:（1）将醇、酸、酯及烷烃类等有机物通过物理复合,由此筛选出由乙二醇单硬脂酸酯和肉豆蔻酸构成的两种复合体系,一个体系中乙二醇单硬脂酸酯与肉豆蔻酸的质量比为2:8,另一个体系质量比为3:7。红外光谱（FT-IR）及XRD分析结果显示,乙二醇单硬脂酸酯与肉豆蔻酸的复合属于简单的物理复合,并无新物质的产生。DSC分析结果表明,3:7复合体系的熔化潜热与凝固潜热分别为194.30 J/g和203.92 J/g,熔化温度与凝固温度分别为48.6℃和42.0℃,2:8复合体系的熔化潜热与凝固潜热分别为229.72 J/g和225.48 J/g,熔化温度与凝固温度分别为49.3℃和42.5℃。熔化-凝固循环测试结果表明,3:7复合体系经过1000次的循环实验,其相变潜热与相变温度均无明显改变。因此,肉豆蔻酸/乙二醇单硬脂酸酯复合体系具有优良的热稳定性。（2）质量比为2:8和3:7的乙二醇单硬脂酸酯/肉豆蔻酸两个复合体系的过冷度均较高,分别为6.8℃和6.6℃,对相变材料的实际应用有较大的不利影响。在这两个复合体系中添加SiO₂（作为成核剂）,用硅烷偶联剂对SiO₂进行表面改性。分析结果表明,加入0.2 wt%、经KH-602（N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷）改性的微米级SiO₂,可将3:7复合体系的过冷度从6.6℃降低至3.1℃,可将2:8复合体系的过冷度从6.8℃下降至2.8℃。可见,SiO₂成核剂对2:8复合体系的过冷度降低更显著。因此,选择乙二醇单硬脂酸酯/肉豆蔻酸（2:8）+0.2 wt.%SiO₂复合体系作为后续优化的研究对象。（3）针对乙二醇单硬脂酸酯/肉豆蔻酸（2:8）+0.2 wt.%SiO₂复合体系,添加高热导率膨胀石墨,研究其对复合体系的导热性能和循环稳定性的影响。分析结果表明,添加5⁸ wt.%膨胀石墨80EG200（80目、膨胀率为200 ml/g）和膨胀石墨80EG300（80目、膨胀率为300 ml/g）得到的两种复合体系,其导热系数均显著升高,分别从原来的0.2667 W/m·K上升至2.0014³.6104 W/m·K和1.7672².6589 W/m·K,其相变温度均未发生改变,而其相变潜热随膨胀石墨含量的增加而明显下降;当这两个添加5⁸ wt.%膨胀石墨的复合体系经过1000次的熔化-凝固循环之后,其导热系数与循环前相比,下降幅度较大,分别下降至1.3711¹.8989 W/m·K和1.1791¹.5128 W/m·K,而两复合体系的相变温度均无明显变化,相变潜热变化小于6%;而当两体系经2000次熔化-凝固循环之后,相较于前1000次循环,导热系数下降幅度明显减小,分别下降至1.3000¹.5624 W/m·K和1.0098¹.3215 W/m·K,相变温度都变化不明显,相变潜热变化率也均在6%以内。在乙二醇单硬脂酸酯/肉豆蔻酸（2:8）+0.2 wt.%SiO₂复合体系中,分别添加4⁷ wt.%的膨胀石墨50EG300与4⁶ wt.%膨胀石墨50EG600,其导热系数分别提高至1.5087³.0381 W/m·K和1.9772².4159 W/m·K,其相变温度均变化不大,而相变潜热都随着膨胀石墨的含量增加而下降,但变化幅度相较于80目膨胀石墨明显减小;这两个复合体系经过1000次的熔化-凝固循环后,导热系数下降幅度较大,分别下降至1.2452¹.6269 W/m·K和1.4250¹.6853 W/m·K,相变潜热变化率分别小于5%和3%,而当两复合体系经过2000次熔化-凝固循环之后,相较于前1000次循环,导热系数下降幅度明显减小,下降至1.1923¹.5694 W/m·K和1.2735¹.6029 W/m·K,相变温度均无明显变化,而相变潜热变化率分别小于9%和4%。因此,4 wt.%50EG600复合体系的相变潜热均高达210 J/g,相变温度也在47⁴8℃之间,过冷度小于1℃,2000次循环后,相变温度与相变潜热均无明显变化,且导热系数大于1 W/m·K。结果表明,乙二醇单硬脂酸酯/肉豆蔻酸（2:8）+0.2 wt.%SiO₂+4 wt.%膨胀石墨50EG600复合体系为最优体系,可满足空气能热水器对相变储能材料的要求。