储热材料与储热技术在太阳能热利用、余热回收等方面具有广阔的应用前景。Solar Salt是太阳能热发电站中使用最多的传热储热材料,由NaNO₃和KNO₃组成,熔点为220℃,具有储热密度大、成本低的优点。由于熔点较高,易堵塞管道和阀门,为了降低熔点,本文对NaNO₃-KNO₃相变材料进行高温处理,深入研究了降低相变温度的高温处理方法及反应机理。将NaNO₃和KNO₃以6:4的质量比制备了Solar Salt,并通过硝酸盐在高温下自身的分解反应来改变原有的成分组成,达到了在一定温度范围内降低相变温度的目的。在高温处理的过程中,探讨了不同温度和保温时间对相变温度的影响。选取的温度分别为600℃、750℃和800℃,保温时间分别为30分钟、60分钟、90分钟、120分钟、150分钟和180分钟。通过差示扫描量热法测试了高温处理前后样品熔化和凝固过程的吸放热曲线,并在此基础上总结了高温处理对硝酸盐相变温度的影响规律。通过X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、红外分析仪等多种测试手段研究了高温处理过程中的元素化合价和物相组成的变化,确认了硝酸盐分解反应的具体过程,讨论了高温条件对相变温度产生影响的原因。随后将所得材料置于不同的模拟工况下,测试了高温处理后样品的稳定性。结果表明,Solar Salt的相变温度可以通过一定的热处理方法降低;硝酸盐在不同温度下的分解速率不同,且分解产生的亚硝酸盐是导致相变温度降低的主要因素。为了提高多元硝酸盐相变储热材料的最高使用温度,需要研究这种材料在高温下的反应机理。Solar Salt熔化后,内部存在有KNO₃-KNO₃、NaNO₃-NaNO₃和NaNO₃-KNO₃三种微区体系,本文以这三种体系为研究对象,通过密度泛函理论研究了亚硝酸盐与氧气反应的历程。研究中使用的主要工具为Gaussian软件,计算方法选择B3LYP泛函,计算基组选择6-31+G*。通过对每个体系中的亚硝酸盐、硝酸盐和氧气进行构型优化得到反应物或产物。通过TS方法,寻找反应的过渡态结构。在同样的计算条件下,对所有结构进行频率计算,以确定某一结构是否为过渡态或稳定结构。为了验证过渡态结构的正确性,对该结构进行了内禀坐标反应路径计算（IRC）。研究发现,KNO₃-KNO₃体系和NaNO₃-NaNO₃体系均只有一条反应路径;NaNO₃-KNO₃体系由于含有两种不同的金属阳离子而存在两条反应路径,其中一条为主路径;硝酸盐发生分解反应所对应的温度要高于亚硝酸盐氧化的反应温度。提高无机盐的比热可以提高材料的显热储热量。本研究将多元硝酸盐溶于去离子水中,把纳米颗粒添加到溶液中,经过一定时间的超声分散后,将溶液蒸干制备了改性硝酸盐传热储热材料。研究了纳米颗粒种类、粒径和添加量对其比热的影响,其中纳米颗粒主要是纳米SiO₂和纳米MgO,粒径主要是30nm和50nm,添加量在0.5wt.%至2wt.%之间。通过差示扫描量热仪和扫描电镜研究了改性硝酸盐传热储热材料的比热和微观结构的变化。研究表明,纳米颗粒可以在一定程度上提高材料固态和液态的比热;纳米SiO₂和纳米MgO会在硝酸盐中形成球形或针状的微观结构。为了了解改性硝酸盐相变储热材料的蓄放热性能,设计并搭建了蓄热性能评价系统,并采用热效率作为评价标准。改性材料是将质量分数为1%的纳米SiO₂添加到硝酸盐中制备的。通过蓄热单元内多个测温点的数据计算出代表整个体系的温度-时间曲线,再以温度值为判定依据确定体系的起始状态和终止状态,最后在这两个状态区间内计算蓄放热的热量并计算热效率。结果表明,蓄热单元内换热管的表面积会影响热传递的速度;提高传热介质流速可以使热量更多地在储热材料和导热油之间交换,热损失较少,热效率较高;改性后相变材料的储热量得到了明显提高。