微纤化纤维素（MFC）气凝胶因其具备三维多孔网络结构以及高孔隙率的优点,被广泛用作隔热材料使用。但气凝胶是多孔介质材料,其内部孔隙结构随机无序且复杂多样,导致气凝胶内部传热过程非常复杂,迄今为止人们对于多孔介质气凝胶内部传热机理尚不清晰。因此无论在科学研究领域还是实际应用方面,对于气凝胶内部气固耦合传热机理进行深入研究都具有重要的意义。本文主要对微纤化纤维素气凝胶的制备、隔热性能以及基于数值模拟对气凝胶的隔热机理进行了研究。首先采用冷冻干燥法制备不同浓度的MFC气凝胶以及不同MFC与木棉比例的MFC-kapok复合气凝胶,并使用乙烯基三甲氧基硅烷对气凝胶进行疏水改性。实验表明0.4%MFC气凝胶具有最低密度为7.4mg/cm~3,孔隙率高达99.42%;MFC与木棉比例为2:6时,复合气凝胶的密度最低,孔隙率最大,分别为11.8mg/cm~3、99.27%。SEM分析发现MFC气凝胶为各向同性层状材料,内部呈高度互连的3D蜂窝多孔结构,由孔洞和MFC薄膜骨架组成,复合气凝胶则多了木棉及木棉中腔。MFC气凝胶的孔径随着MFC浓度的增大而逐渐减小。红外光谱图表明乙烯基三甲氧基硅烷疏水改性的气凝胶谱图上有硅烷的伸缩振动吸收峰,说明疏水基团已经接枝到纤维素上。随着MFC浓度的增加,气凝胶接触角呈现先增大后减少的趋势,在MFC浓度为0.8%时,气凝胶接触角最大为146°。其次使用单、双平板法对制备好的MFC气凝胶以及MFC-kapok复合气凝胶进行隔热性能测试。结果表明随着温度的升高,同一MFC浓度气凝胶或者同一比例的MFC-kapok复合气凝胶导热系数逐渐增大,但双平板法测得的气凝胶导热系数均小于单平板法测得的气凝胶导热系数。在同一温差下,随着MFC浓度的增大,单、双平板法测试得到的MFC气凝胶导热系数先减小后增大,在浓度为0.8%时导热系数最小。当温差为10℃时,单、双平板法测得的0.8%MFC气凝胶导热系数分别为0.0456W/（m·K）和0.0357W/（m·K）。对于MFC-kapok复合气凝胶而言,MFC与木棉比例为6:2时,其导热系数较大,但随着木棉浓度的增加,复合气凝胶导热系数逐渐降低;当MFC与木棉的比例为2:6时,其导热系数接近于同浓度的纯MFC气凝胶,说明可用低成本的木棉替代高成本的MFC制备隔热效果接近的气凝胶。最后基于数值模拟方法,研究气凝胶内部固相和气相传热、孔隙率、透气率、厚度与MFC浓度之间的关系。研究结果表明,双平板法模拟得到的是随着MFC浓度的增大,空气传递的热流量逐渐减小,骨架传递的热流量逐渐增大,热阻与热流量呈相反的规律;单平板法模拟得到的结果是随着MFC浓度的增大,骨架传递的热流量逐渐增大,空气传递热量无明显规律,但空气传递的热流量占比逐渐减小。单、双平板法模拟得到的气凝胶热流量、导热系数与孔隙率呈线性负相关。透气率对通过MFC气凝胶热流量影响较小,双平板法模型下,随着透气率的增大,气凝胶热流量逐渐增大,单平板法模型下,当透气率为100-500mm/s时,对气凝胶的热流量结果影响不大,继续增大透气率,气凝胶热流量逐渐上升。单、双平板法模拟下,当厚度从5mm上升到20mm时,热流量下降显著,但随着厚度继续增加到30mm,下降趋势变得十分缓慢,但是气凝胶导热系数随气凝胶厚度的增大而逐渐增大,这是因为气凝胶厚度的增大伴随着样品边缘散热的增多,这一点也在温度和速度云图得到体现。