发展绿色能源是我国实现“碳达峰”和“碳中和”双碳目标的必经之路。绿色能源通常受限于时间、空间或强度上的供给与需求间不匹配,严重限制了其大规模应用。而相变储热可有效调控能源供给不足,例如低品位热能的存储和缓解绿色能源的供需矛盾。有机相变材料—赤藓糖醇因其在中温范围内优异的相变潜热性质而受到学术界和工业领域的广泛关注。然而,有机相变材料导热性能不佳导致其储存或释放热量的速率缓慢,无法实现高效储热。近年来,高导热纳米材料的快速发展为开发高性能储热材料提供了新的机遇。因此有必要研究低维增强材料和有机相变材料的热输运性质及其界面热传导机理。首先,研究了一维碳化硼纳米管和碳纳米管的热输运性质。分子动力学模拟结果发现,碳化硼纳米管热导率仅为碳纳米管的36%。基于晶格动力学和差分电荷密度分析发现,碳化硼纳米管中原子质量差和极性共价键引起声子散射增强,尤其是低频范围具有较强的声子耦合效应,促使碳化硼纳米管较低的热导率。此外,我们还研究了碳化硼纳米管和碳纳米管热导率的温度和应变依赖关系。结果表明,在小范围的拉伸应变下,均可提高两者热导率。在压缩应变和较大的拉伸应变下,热导率均有所降低。本部分研究有助于理解一维纳米体系的声子输运,为开发高性能有机相变复合材料具有重要的指导意义。其次,系统地探究单层石墨烯和BC3N2纳米片的声子输运性质。结果表明BC3N2的热导率仅为石墨烯的28%～34%。通过分析BC3N2中B、C或N原子各自对声子振动态密度的贡献占比,发现不同类型原子振动频谱的高不匹配度。我们通过分析包含单层BC3N2和石墨烯声子非简谐性质的声子透射系数和它们的差分电荷密度发现,BC3N2结构的C-B和C-N共价键具有较强的极性,使得BC3N2晶格振动具有明显的非简谐性而导致其低频声子传播能力相比石墨烯被大大抑制。此外,还详细讨论了单层BC3N2和石墨烯热导率的尺寸及温度依赖关系。本部分研究对开发有机相变材料的高导热二维界面奠定了基础。最后,探讨了赤藓糖醇在不同形态下的热输运特性和赤藓糖醇基相变复合材料的界面导热机理。结果表明,无定形态赤藓糖醇高度无序性的分子排布导致其热导率是各向同性的,且仅为结晶态赤藓糖醇沿分子链方向热导率的63%;此外,结晶态赤藓糖醇沿分子链方向的热导率可高达其它方向的1.82倍。我们利用瞬态加热法模拟了赤藓糖醇与不同二维增强材料间的界面热阻,结合声子态密度分析发现碳硼氮化合物组分比例可有效调控赤藓糖醇/二维增强材料的界面热输运。更重要的是,我们研究了相变过程赤藓糖醇/二维材料的界面热导。结果发现,在相变前,界面热阻随着温度升高而降低;相变后,界面热阻不依赖于温度且趋于稳定。本部分研究将对设计高导热有机相变复合材料提供了理论参考和指导。综上所述,本文研究了低维硼碳氮化合物的声子输运机理及利用其优异的热传导性质增强有机相变复合材料的导热性能,所得的结果有助于开发高性能有机相变复合材料和拓展低维硼碳氮材料的应用。