能源是关乎中国乃至世界未来经济与科技发展的关键之一,大力发展可再生清洁能源深入推进能源技术革新意义重大。聚光式太阳能热发电作为一种效率较高的发电技术已被多国重点发展,然而在太阳能光热发电的传储热系统中,仍然存在着熔盐传储热介质比热容偏低的问题,这既影响了传热的效率,同时也增大了蓄热成本。为此目前众多研究已经通过实验和一些理论证明在硝酸熔盐中加入纳米颗粒能有效提高比热容,但比热容提高的机理尚不明确。因此,研究纳米颗粒提高熔盐比热容的机理,并制备出能有效提高热物性的纳米颗粒复合熔盐材料至关重要。通过分子动力模拟从微观尺度研究了SiO2纳米颗粒添加量、纳米颗粒粒径、纳米颗粒分散程度对二元硝酸熔盐比热容的影响。模拟结果发现,随SiO2加入量的增加,比热容增幅先增后减,存在一个最佳比例。对复合熔盐体系内部能量分析表明,库伦能随SiO2加入量增加而增大是比热容提高的主要因素;而长程k空间能随SiO2加入量增加而减小叠加库伦能变化是SiO2加入量存在最佳比例的原因。微结构研究表明,硝酸熔盐及其与SiO2复合的纳米流体呈现出短程有序,长程无序的特点。对于熔盐,纳米颗粒的加入,会减小熔体中的阴阳离子Na-N、Na-O、K-N、K-O间距离,且阴阳离子间距离越靠近,比热容提高得越多;对于熔盐/颗粒界面,存在熔盐离子在颗粒表面定向排列形成压缩层的现象,这两种现象是导致体系库伦能增大的原因。离子为克服库仑力脱离纳米颗粒表面吸引,以及阴阳离子间为降低束缚,都需要更多的能量,从而在加热时表现为比热容的增大。复合熔盐体系内,纳米颗粒添加量为2.5wt.%和3.5wt.%SiO2时,其分散和聚集状态下的比热容模拟结果显示,分散程度更高的纳米流体,其比热容的增幅更大,说明分散程度高,固/液界面效应占比大,能有效提高比热容。在上述模拟结果指导下,利用前驱体在水相高度分散的特性,原位生成法制备了高分散性SiO2/三元含钙硝酸熔盐（Ca-Na-K）复合材料。在前驱体添加较少时复合材料样品的扫描电镜表征发现,生成的SiO2纳米颗粒在熔盐中分布极为均匀。对所制复合材料进行了包括密度、比热容、热扩散率、热导率、黏度等一系列热物性测量。结果发现,在SiO2添加量为0.5wt.%时,所制复合材料较基盐的比热容提高了约55%;在所有添加量下,热扩散率均提高约10%;热导率在SiO2添加量为0.5wt.%时,较基盐的值平均提高约67%。在中低温度段,熔盐的黏度较大,高温段黏度较小。对三元硝酸熔盐的微结构模拟表明,当熔盐处于液态时也呈现出短程有序长程无序的特点,含钙的异号离子对的配位结构较钠/钾的更为稳定。Ca-Ca、Ca-Na、Ca-N、Ca-O离子间距离随着温度升高而减小。硝酸钙带有的硝酸根较多且Ca2+为二价离子,使得N-N离子对的峰形与钠/钾单元、二元硝酸熔盐中的峰形相比差别较大。O-O离子间距离随着温度升高而增大,这表明不同硝酸根之间的距离增大。随着纳米SiO2加入量增多,Ca-Ca离子对配位数减小,其余阴阳离子对配位数均有增大。对三元硝酸熔盐及其复合材料的热物性也进行了模拟,发现与实验值较吻合。为进一步提高含钙三元硝酸熔盐的比热容和热导率,分别以Mg（NO3）2·6H2O和MgCl2·6H2O为前驱体,制备MgO复合三元硝酸熔盐材料。结果表明,使用MgCl2·6H2O为前驱体时,生成的纳米MgO均匀地分散在熔盐中且能稳定悬浮,颗粒沉降量极少。比热容测量结果显示,以MgCl2·6H2O为前驱体制备的复合熔盐液体的比热容提高了18.7%;而采用Mg（NO3）2·6H2O为前驱体时,所制复合熔盐液体的比热容比其基盐甚至有一定程度的下降。在以MgCl2·6H2O为前驱体制备的纳米Mg O颗粒表面修饰碳酸盐并分散到三元硝酸熔盐中后制备的复合材料其比热容能提高35%。说明表面被碳酸盐修饰后的Mg O,能更进一步提高三元硝酸熔盐的比热容。