近年来随着可持续发展观念的深入人心,对提高能源利用效率和开发可再生能源显得越发重要。在这样的背景下,有机固液型相变材料因其清洁,低廉,良好的热循环性能和高储能密度而引起了各界的广泛关注,尤其是在蓄热、废热能回收利用和温度控制领域,并且在过去的几十年中发展迅速。然而在实际的应用中,固液转变型相变材料在熔化过程中存在易于泄漏、体积变化大等问题,极大的限制了其应用范围。为了解决实际应用中的问题,通过将相变芯材填充到多孔材料中制备形状稳定的相变复合材料成为近年来的研究热点。其中,SiO2气凝胶的较高的比表面积,高孔隙率,低密度,良好的化学相容性,尤其是微观结构可控的特性,使其成为制备定形相变蓄热材料支撑骨架的最佳选择之一。以正硅酸乙酯为硅源,盐酸和氨水为催化剂,通过溶胶-凝胶法结合超临界干燥技术制备SiO2气凝胶,改变凝胶-凝胶反应过程中各组分配比、超临界干燥工艺参数及表面改性工艺研究其对制备SiO2气凝胶微观结构影响。结果表明,通过改变正硅酸乙酯、乙醇、水、酸碱催化剂之间的摩尔比,调节超临界干燥过程中保压时间、泄压速度、超临界干燥介质乙醇浓度,选取改性方式可以自由调节所得的SiO气凝胶的微观物理化学结构。成功制备出不同比表面积（200～1000m2/g）、不同纳米粒径（6～19nm）、不同平均孔尺寸（7～22nm）、不同孔容（2～4cm3/g）、不同孔隙形状、不同孔径分布以及不同表面化学结构的可控微结构SiO2气凝胶。在第二章SiO2气凝胶微结构控制的研究基础上,以不同比表面积、孔径、孔隙形状及表面化学结构的SiO2气凝胶为多孔支撑材料,石蜡为相变芯材,通过真空浸渍工艺制得一系列SiO2气凝胶/石蜡相变蓄热复合材料,研究支撑载体SiO2气凝胶微结构对相变蓄热复合材料相变行为、蓄热能力,导热性能及定形稳定能力的影响。揭示了孔径对实现良好的相变具有显着影响,并且获得了限于不同孔径范围中的石蜡的三种相变行为:限制在小孔径中的石蜡无法发生相转变行为,通常文献中称为“不冻层”;限制在较小孔径中的石蜡虽然也可以发生相转变行为,但相变行为不同于纯石蜡的相变行为,通常表现为严重的过冷现象;限制在较大孔径中的石蜡的相变行为不受影响。在蓄热能力方面,孔尺寸越大,比表面积越小,并且孔形状越倾向于窄缝类型,能量密度越高,得到的最大蓄热密度为200.9J/g。就形状稳定性能而言,具有烷基化表面化学结构、小的孔尺寸以及多样复杂孔形结构的SiO2气凝胶具有最佳的形状稳定性能。另外,通过增加比表面积并减小孔径还可以有效地提高SiO2气凝胶/石蜡相变复合材料的热能储存-释放速率。