相变材料作为一种潜热型储热材料,有着储能密度大,工作温度相对恒定的优点,在热能储存领域有着广泛的应用。通过选择具有适宜熔点(25°C左右)的相变材料并将其应用于建筑,可以增大建筑围护结构的热质量,减小室内的温度波动,从而降低建筑物的能源消耗量。通常,相变材料应用于建筑的方式是与建筑材料相结合,这种方法制备得到的复合相变材料储热密度和导热系数均较低,并且缺乏对长期使用的稳定性的研究。因此,本论文制备了一种可以独立应用于建筑的复合定形相变材料,并对其性能进行了系统的研究。本文首先通过真空浸渍法制备出了膨胀石墨/石蜡复合相变材料,SEM分析发现,石蜡被均匀地吸附在“蠕虫”状膨胀石墨表面;防泄漏测试发现,通过该法制备的复合相变材料具有较好的定形性,在不发生液相石蜡泄露的前提下,复合相变材料中石蜡的最高质量占比可以达到94%;DSC分析发现,石蜡的熔点约为26°C左右,复合相变材料的熔化焓随石蜡质量分数的提高而增大,石蜡质量分数为94%时熔化焓达到136.2 J/g;导热测试分析发现复合相变材料的导热系数随封装密度的增大而增大,随石蜡质量分数的提高而降低,当石蜡质量分数为94%,封装密度为0.83 g/cm~3时导热系数达到2.14 W/(m·K),相对纯石蜡(导热系数为0.2 W/(m·K))有较为显著的提升。其次,本文通过碳纳米管掺杂的方法对复合相变材料的导热性能进一步进行强化,实验发现,碳纳米管对复合相变材料导热系数的提升作用随着石蜡质量分数的提高而变得明显,并且随着碳纳米管掺杂含量的提高,复合相变材料导热系数逐渐增大,但增大的趋势变缓。通过掺杂质量分数为0.8%的碳纳米管,石蜡质量分数为94%的复合相变材料的导热系数进一步提升至4.11 W/(m·K)。最后,本文通过环氧树脂封装的方法实现了对膨胀石墨/石蜡复合相变材料的宏观共形封装,使其具备了一定的结构强度而可以独立应用于建筑。FTIR分析发现,环氧树脂与内部复合相变材料具有很好的化学相容性,在其固化过程中不会对内部复合相变材料的性质造成影响。通过FLUENT数值模拟分析发现,作为建筑材料应用时,该复合相变材料储放热过程的持续时间与其厚度成正比,当其储热过程持续时间为8 h时计算得到对应的复合相变材料的厚度约为0.76cm,因为一天中较热的时间大约持续8 h,因此该复合相变材料应用于建筑的最优化厚度应为0.76 cm左右;并且在模拟过程中发现,在储放热过程中,复合相变材料内部几乎没有温度梯度,表明其导热系数足够满足建筑用复合相变材料的要求。