光热转换是太阳能利用的一种最直接形式,能够将太阳辐照能量转化为热能。太阳能集热管是光热转换的重要组件,通常在透明玻璃材质表面制备光吸收涂层。然而,此类玻璃材质脆性大、导热性差、涂层可调控性有限。因此,面向可移动、模块化、便携式等集热元器件,开发金属基的集热管具有重要的研究意义和工程应用价值。本论文提出采用延展性和导热性好的金属铜管为基体,利用电化学阳极氧化法调控表面涂层的显微结构和吸光性能,研究其光热转换特性和机理,为实现金属基太阳能集热管奠定实验基础。本论文获得的主要研究结果如下:研究了金属铜板表面纳米涂层的调控与优化。研究结果表明,金属铜表面阳极氧化过程可分为四个主要阶段:初期氧化膜快速生长、Cu（OH）2生长、Cu（OH）2分解与Cu O生长。阳极氧化时间超过40 min,可获得形貌和成分均匀的Cu O纳米涂层;阳极氧化电压影响表面涂层的物相组成及微观结构,在0.6–1.6 V范围内可生成具有粗糙结构的Cu（OH）2或Cu O;电解液温度影响Cu（OH）2的溶解,在25℃下Cu（OH）2可完全溶解,获得均匀的黑色Cu O涂层。结合吸收光谱结果可知,金属铜表面制备均匀、稳定、吸光度高的纳米涂层最佳工艺参数为:阳极氧化电压1 V、时间40 min、温度25℃、溶液浓度3 M。研究了金属铜管表面纳米涂层的调控及其光热转换性能。依据最优阳极氧化参数在铜管表面制备了结构均匀、光吸收性好的Cu O纳米涂层,在100 m W cm-2模拟太阳光照射60 min,管内工质（水、润滑油）温度可达到稳定的108℃;相同条件下,未制备涂层的铜管基体内工质仅达到65℃,光热转换性能提升明显。循环光热性能测试(100 m W cm-2、照射间隔20 min、持续测试5个循环)结果表明,金属铜管表面纳米涂层稳定性良好,每个循环管内工质均可达100℃以上。根据热平衡方程计算,表面制备黑色纳米涂层的铜管光热转换效率可达100%,密封测试条件下集热管内气压升高对光热转换提供额外贡献。本文为金属铜表面阳极氧化纳米涂层的制备以及基于金属集热管的开发奠定了一定的实验和理论基础。