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随着非再生能源消耗的不断增长,高效的热能储存和能量转换正受到广泛关注。相变材料（PCM）具有相变潜热大、热循环稳定性好、化学耐久性好、环境友好等优势,尤其是固-液PCM作为理想的储能介质在热能储存系统（TES）中得到了广泛的研究。然而,固-液PCM存在熔融状态下易泄漏和导热系数较低等缺点,极大地限制了其在各个领域的广泛应用。本课题结合高温碳化、纳米复合和物理吸附等技术与原理,以碳泡沫（CF）为支撑载体,以正二十烷为储热基元,制备了储热容量大、具有调温隔热、隐身示假和光热转化等多功能于一体的相变复合材料。首先,对三聚氰胺泡沫（MF）进行预氧化碳化制得轻质柔性多孔碳泡沫（CF）基体,并通过物理吸附储热基元（正二十烷）制备了相变复合材料（CF-PCMx）,通过对其结构形貌以及性能的表征发现,MF先经过预氧化再在氮气氛围下经过400°C低温碳化制得的CF具有较好的柔顺性和较高的孔隙率,确保了其优异的机械支撑作用和较高的PCM储存容量,可负载PCM的质量百分比达84%,对应地,熔融/结晶焓值达193.0/193.7 kJ/kg;调温性能测试结果表明制得的相变复合材料在升降温过程中具有隔热和保温作用,分别对应CF-PCMx的相变储热和放热过程;此外,在相同加热条件下,CF-PCMx与对比样品及环境之间会产生明显的温度差从而显示出不同的红外热成像,均说明了制备的相变复合材料可起到隔热保温、调节温度的作用。其次,利用聚多巴胺（PDA）优异的粘附性,通过一浴法将光热转化型三氧化二钛纳米颗粒（Ti2O3 NPs）粘结于CF骨架表面,并利用真空吸附将正二十烷限制在此基体中,成功地制备了一种新型的相变复合材料（Ti2O3/PDA@CF-PCMx）。深入研究了所制备的相变复合材料的形态结构、防泄漏性能、热能储存性能、温度调节以及光热转换性能。实验结果表明,CF骨架表面由于沉积了Ti2O3 NPs,表面粗糙度得到提高,因而基体对PCM的吸附稳定性得到增强,使得所制备的相变复合材料具有比CF更好的防泄漏性能,Ti2O3/PDA@CF-PCM84在80°C下加热1 h,质量损失仅为2.96%;光热转换性能测试表明,由于引入了能带隙较窄、具有优异的光热转化功能的Ti2O3 NPs,相变复合材料Ti2O3/PDA@CF-PCMx也具备了一定的光热转化能力。最后,从结构层面对泡沫基体的孔隙结构进行调控,借助壳聚糖溶液（CS）将细菌纤维素（BC）分散在微米级孔隙的MF结构中并碳化,制备了具有分级孔隙结构的复合碳泡沫支撑材料（CBCx-CS@CF）,通过物理吸附PCM制得相变复合材料（CBCx-CS@CF-PCMy）。研究发现,该方法可有效提高CF的比表面积（BET）,且当BC分散液中BC的浓度为5 mg/m L时,CBCx-CS@CF的BET值最大为16.3 m2/g,最高可稳定吸附PCM达87%,对应的相变复合材料具有比单纯的CF更好的防泄漏性能,在80°C加热台上测试1 h后的质量损失仅为2.17%;此外,电子元件保护测试表明,由于PCM的存在,相变复合材料可以有效抑制电子元件的升温速率,从而起到对发热电子元件的控温作用。