本文采用两步法制备了碳纳米管纳米流体,使用重力沉降法研究了纳米流体的稳定性。基于所制备的碳纳米管纳米流体,使用Hot-disk热常数分析仪和NDJ-5S粘度仪研究了温度、浓度和粒径对碳纳米管纳米流体导热系数和粘度的影响。使用紫外可见光分光光度计研究了浓度、粒径、光程对纳米流体透过率的影响。综合纳米流体稳定性、热物性和光学特性的研究,基于经济合理性和直接吸收式太阳能集热器,通过自行搭建的实验台研究了在不同室外自然环境条件下,碳纳米管纳米流体的光热转换特性。研究表明:使用分散剂和超声振荡能极大地提高碳纳米管纳米流体的稳定性,且本实验中采用阿拉伯树胶为分散剂,超声振荡时间为1.5小时,所制备的碳纳米管纳米流体的稳定性较好,在一定时间段内能稳定存在。温度、浓度、纳米颗粒的粒径对纳米流体的导热性能和粘度都有影响,但影响程度不同,浓度对纳米流体导热系数和粘度的影响呈现线性变化。研究表明:与基液相比,只需要添加少量的碳纳米管(0.001wt%)就能极大地提高纳米流体对太阳光的吸收率;随着浓度的增加,碳纳米管纳米流体的透过率降低,且其吸收峰出现了蓝移。向去离子水中添加少量的碳纳米管纳米颗粒可极大地提高纳米流体的光热转换能力和光吸收能力;在集热管内部存在微对流现象,且上部纳米流体的温度高于下部纳米流体的温度,管壁面处纳米流体的温度高于管中心处纳米流体的温度。碳纳米流体的光热转换特性随着浓度的增加呈现先增加后减小的趋势,且存在一个最佳浓度(0.7wt%),其转换率为32.03%,但浓度为0.09wt%时,其光热转换效率和导热性能略低于最佳浓度(0.7wt%)时,且粘度更低,性价比更高,可以作为实际应用中的最佳浓度。