为实现碳达峰、碳中和的目标,能源体系绿色低碳转型是当今社会的首要任务。以新能源为主体,加快发展太阳能发电,大力提升储能和调峰能力,构建新型发电系统已成为全球共识。然而,太阳能存在热流密度的间歇性和不稳定性等问题,需将太阳能与储能系统结合起来,实现持续且稳定的能源供应。熔融盐具有工作温区宽、饱和蒸汽压低、黏度低等优点,已被世界众多太阳能光热电站广泛应用。然而,熔融盐较低的比热容和导热系数,导致储能系统热效率低、建设和运营成本增加。通过添加纳米粒子,可显著提高熔盐的储热和传热性能。为此,本文致力于高储热性能和高传热特性的中高温熔盐纳米复合材料的制备及改性研究,将实验与计算模拟相结合,对熔盐纳米复合材料储热性能进行分子动力学模拟,开展储热特性提升的机理研究。首先,选用高比表面积的纳米Al2O3作为添加剂,通过静态熔融法将两种不同粒径的纳米Al2O3（d=10 nm NA1,d=20 nm NA2）添加于硝酸熔盐（Solar Salt,SS）中,获得熔盐纳米复合材料（NA1-SS和NA2-SS,即NA1S和NA2S体系）。结果表明:两种纳米Al2O3的最佳添加量均为0.5wt%,优化熔盐纳米复合材料分别简称N1S和N2S,液态比热容比硝酸熔盐分别提升了9.62%和17.95%,导热系数分别提高了2.56%和4.40%。结合纳米Al2O3自身结构及在不同的固-液相互作用下,在其表面与Solar Salt形成了相应的“半固态层”,产生了较强的界面热阻,提升了硝酸熔盐的储热能力。高比表面积纳米Al2O3（d=20 nm）的添加使熔盐纳米复合材料展现出较好的储热性能。其次,为进一步提高硝酸熔盐的传热特性,选取高导热性能的纳米BN和纳米Si C作为添加剂,以N2S为基础材料,通过静态熔融法制备NA2-BN-SS和NA2-Si C-SS熔盐纳米复合材料（N2BS和N2SIS体系）,探究纳米粒子对体系比热容和导热系数提升的作用机制。结果表明:纳米BN添加量为0.3wt%时（N2BS-4）,比热容为1.93 J·g-1·K-1,较Solar Salt和N2S分别提高23.72%和4.89%;导热系数较Solar Salt和N2S分别提升了22.71%和17.54%;但与N2S相比,黏度增加了70.91-94.29%。纳米Si C添加量为0.1wt%时（N2SIS-2）,比热容达1.94J·g-1K-1,比Solar Salt和N2S分别提升了24.36%和5.43%;导热系数比Solar Salt和N2S分别增加了20.51%和15.44%;相比于N2S,黏度增加仅为0.45-1.09%。与添加纳米Al2O3的熔盐纳米复合材料相比,添加纳米BN和纳米Si C的熔盐纳米复合材料比热容略有提升,主要取决于纳米BN和纳米Si C对熔盐纳米复合材料总比表面积的贡献;添加纳米BN和纳米Si C的熔盐纳米复合材料导热系数相当,在二维片状形貌的纳米BN和三维多面体形貌的Si C中,声子传热起主导作用。与添加纳米BN的熔盐纳米复合材料相比,添加纳米Si C的熔盐纳米复合材料的黏度明显下降,纳米BN中共价键较高的离子性导致其与Solar Salt具有较强的相互作用,而纳米Si C中共价键的离子性占比较小,对黏度未产生明显影响。第三,针对纳米粒子易团聚的现象,结合常温超声水溶液法和高温搅拌法的优点,设计并制作了高温超声搅拌反应釜。以N2SIS-2为基础材料,借助响应面中Box-Behnken（BBD）模型设计三因素三水平实验,将比热容作为响应值,获得影响比热容的主次因素分别为温度、转速、时间,得出适用于熔盐纳米复合材料的优化制备条件:温度、转速和时间分别为311.7℃、180 rpm和48.1 min。采用优化条件制备的熔盐纳米复合材料的比热容实验值为2.20 J·g-1·K-1,与模型预测值无显著差异。与静态熔融法相比,比热容提升了13.40%,熔盐纳米复合材料中的纳米粒子分散效果较好。最后,通过分子动力学模拟获得了Solar Salt、N1S、N2S以及N2SIS-2体系中每个分子相应的基本信息,计算势能、范德瓦尔势能、库仑势能等能量,分析了纳米粒子种类和含量对体系比热容的影响。结果表明:Solar Salt模拟计算的密度和比热容与实验值吻合较好,表明该模型适用于此体系。纳米粒子的添加可使体系总能量增大,从而提高了硝酸熔盐的比热容,而库伦势能的增加是体系总能量增加的主要因素,即体系比热容的升高得益于库伦能的增强。不同纳米粒子与阴阳离子之间存在不同的库仑作用,纳米Si C与阴阳离子之间的相互作用要强于纳米Al2O3,N2SIS-2的库伦能高于N2S,N2SIS-2的储热性能强于N2S。