随着科学技术不断地发展,人类社会对能源的需求不断增长导致能源危机和环境污染问题日益突出,人们愈发重视能源的高效利用。无机水合盐相变材料可通过相态变化高效地吸收或释放热量大幅提高贮能性能,并具有成本低廉、相变温度恒定、安全环保等优点,但由于过冷和相分离问题限制了其广泛应用。本文以十二水磷酸氢二钠相变材料为主体,探索了对其的多种改性方法并制备了一种无机水合盐复合相变贮能混凝土。首先探索了膨胀石墨对于十二水磷酸氢二钠改性效果,其能够大幅度提升导热率并且降低材料的过冷度,但需要添加成核剂以及膨胀石墨会吸收混凝土制备过程中的水。实验使用溶胶-凝胶法制备了胶态状的十二水磷酸氢二钠-癸酸复合相变材料,并对其热性能进行综合性评价,最终将复合相变材料加入到C30的混凝土中制成相变储能混凝土,测试了混凝土板的蓄-放热曲线及相变混凝土块的强度。得到以下结论:(1)十二水磷酸氢二钠中添加多孔网状膨胀石墨和九水硅酸钠制备得到复合相变贮能材料。对其展开结构观察和热性能测试,实验结果显示:在十二水磷酸氢二钠中添加4%质量分数的膨胀石墨可使过冷度由14.3℃降至到5.9℃,膨胀石墨质量分数增至大于6%时能够消除十二水磷酸氢二钠的相分离现象,并且在复合贮能材料添加膨胀石墨能够大幅度提升导热系数。复合相变贮能材料较优构成比例为:90%Na2HPO4·12 H2O+6%EG+4%Na2Si O3·9H2O,此时复合材料的相变潜热为220.6J/g,相变温度为33.6℃,导热系数为2.4W/m·K,过冷度为1.5℃。复合相变贮能材料对比纯十二水磷酸氢二钠,过冷度减小了89.5%,导热率提升了3.4倍。最终,复合材料冷热循环300次过后,其相变潜热值、过冷度、导热系数热性能稳定良好,并且无相分离现象产生。(2)实验使用溶胶-凝胶法制备了胶态状的十二水磷酸氢二钠-癸酸复合相变材料。首先理论预测了复合材料达到低共熔混合物时的比例,通过分析DSC曲线、共晶系二相图,显示当复合贮能材料中十二水磷酸氢二钠与癸酸的质量比为7:3时接近形成二元低共熔混合物。实验发现复合材料中癸酸的质量比大于40wt%时胶态消失,并推测了混合物为胶态的原因,通过FTIR、XRD测试复合材料未发生化学反应仅为物理混合。测试十二水磷酸氢二钠-癸酸复合相变材料的相变温度为33.8℃,过冷度为0.9℃,相变潜热值为168.8J/g,导热系数在15℃固态状态下为0.468 W/m·K,50℃液态状态下为0.532 W/m·K。测试结果表明十二水磷酸氢二钠-癸酸复合材料对比纯净的十二水磷酸氢二钠,其过冷度降低了94.8%,对比纯净癸酸,固态时导热系数提高了1.96倍,液态时导热系数提高了2.37倍,并拥有较高相变潜热。实测结果对比理论预测值,预测最低共熔的比例与实际值接近,相变潜热、相变温度相差较大。最后,复合相变材料经过300次冷热循环后,其相变潜热值、过冷度、相变温度、胶状形态等性能稳定,并且无相分离现象产生。(3)实验测试发现使用第二章所制膨胀石墨复合相变材料会吸收制备混凝土所需的水分子,并对比价格成本及工艺难度,最终选定十二水磷酸氢二钠-癸酸复合相变材料为主要相变材料。相变贮能混凝土板对比普通C30型混凝土板,在同等加热冷却条件下,发现相变贮能板升降温速率更低并在接近复合材料相变温度时有一段约为600S的放热平台,说明加入了复合相变材料混凝土具有贮能性能。实验测试掺入不同质量比复合相变材料的混凝土板,贮能效果接近相差不大,而加入百分之五质量分数的相变材料,混凝土降低强度为24.9%,继续增加到百分之十质量分数的相变材料,混凝土强度会骤降60.2%,通过综合评价其贮能性能以及力学强度,最终选定复合相变材料质量比为混凝土总质量的5%。