近年来,由于能源短缺及环境污染问题不断加剧,人们对于开发可再生能源的意识不断提高。太阳能作为世界上最丰富的可再生能源,能够有效缓解日益增长的能源环境问题。目前,作为一种典型的太阳能利用技术,太阳能光热利用方式可高效地将太阳能转换为热能并加以储存。针对直接吸收式太阳能集热系统,将由光热转换材料制备的纳米流体与潜热储能技术相结合,可进一步提升集热器的光热转换能力及集热性能。本文开发了两种具有光热转换特性的磁性潜热型功能流体,其中,采用碳基纳米材料作为光热转换材料,磁性相变微胶囊作为相变储能材料,并将其应用于直接吸收式太阳能集热系统中,对其光热转换及储热特性进行了系统研究。首先,采用原位聚合法制备了磁性相变微胶囊,实现了相变材料的永久固态化。实验所制备的磁性相变微胶囊呈球状,具有致密的核壳结构,展现了优良的磁响应特性及相变储能特性,相变峰值温度约为29℃,相变潜热量为145.01 J g^-1。此外,微胶囊封装技术有效地提升了相变材料的热稳定性,避免了相变材料在使用过程中的泄漏问题。将磁性相变微胶囊分散至多壁碳纳米管/水纳米流体中制备了潜热型功能流体,对其光热转换及储热特性进行了研究分析。实验结果表明,该潜热型功能流体应用于直接吸收式太阳能集热器时,其光热转换能力及集热性能得到显著提升。当多壁碳纳米管和磁性相变微胶囊的浓度分别为0.01 wt.%和15 wt.%时,该功能流体具有最高的储热量,约为去离子水基液的两倍。进而,选用氧化石墨烯材料对先前合成的磁性相变微胶囊进行改性处理,并通过紫外线辅助还原法制备了还原氧化石墨烯改性的磁性相变微胶囊,实现了光热转换、相变储能及磁性可控的一体化设计。该功能材料具有优异的磁响应特性、光吸收能力和热性能。此外,光热转换材料的引入对微胶囊的相变特性并无明显影响,微胶囊仍然具有出色的相变储热能力。将还原氧化石墨烯改性的磁性相变微胶囊分散至去离子水中制备了潜热型功能流体,系统研究了其光热转换及储热特性。实验结果表明,该潜热型功能流体具备了优异的光热转换能力及储热性能,同时有效地减小了功能材料分离式潜热流体中光热转换材料与相变储热材料间的传热热阻,在光照强度为500 W m^-2、光照时间为800 s的工况下,相较于去离子水基液,其储热量从215.65 J提升至391.95 J。综上所述,本文中开发的两种具有光热转换特性的磁性潜热型功能流体均展示出优良的光热转换能力及储热性能,在太阳能利用领域中具有广阔的应用前景。该论文共有图24幅,表9个,参考文献117篇。