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聚乙二醇(PEG)因其高的能量存储密度、大的潜热存储能力、适宜的相变温度范围、绿色无毒、无腐蚀性且化学稳定性良好,是一种良好的相变材料。它的熔融温度根据其分子量的变化而在3.2 ℃与68.7 ℃之间。然而,与其它有机相变材料一样,PEG也有不少缺陷,如导热系数小、传热效率低、相变过程中发生泄漏不能保持形状稳定等,很大程度的限制了它在能量存储方面大规模的应用。针对PEG以上的缺陷,本论文采用制备定型相变材料的技术来改善和解决这些问题。主要是利用氧化石墨烯(GO)和石墨烯气凝胶(GA)自身优异的物理、机械、热学等性质,让它们作为复合相变材料中的支撑材料来增强PEG的热学性能和尺寸稳定性,达到定型的效果。主要工作内容如下:(1)在氧化石墨烯定型的聚乙二醇基相变复合材料的制备及其性能研究中,采用了一种非常简单且效率高的物理混合方法,并且利用微波辅助来制备氧化石墨烯定型的聚乙二醇基的相变复合材料。因为GO自身比较好的热学性能可以提高复合材料的热学性能。FT-IR结果显示GO与PEG之间没有发生化学反应,是通过毛细作用力和分子间作用力而结合在一起的。XRD结果发现,由于PEG分子链的插入,GO的片层距离大大增加。泄漏测试显示当GO的含量增大到4 wt%时,该复合材料(PEG4)能保持定型不发生泄漏。DSC结果显示定型的复合材料PEG4热焓值为174.5 J/g约是纯PEG的95.6%。同时本实验用红外灯模拟了复合相变材料的光热转换过程,结果与纯PEG相比,随着GO含量的增大复合材料的热学性能越好。(2)在三维石墨烯气凝胶定型的聚乙二醇基相变复合材料的制备及其性能研究中,采用简单高效的一步水热法合成了三维石墨烯气凝胶(GA)定型的聚乙二醇基相变复合材料。在水热过程中,GO片层上的含氧功能基团在热作用下逐渐分解,GO被还原成石墨烯然后自组装凝聚成三维的水凝胶。在这个过程中大量的PEG分子被吸附进入其三维孔隙中,然后经过冷冻干燥得到复合材料。与传统的两步合成法相比,本实验的一步水热法得到的复合相变材料的支撑材料与相变材料混合的更加均匀,同时吸附的相变材料的量更多,支撑材料的定型效果更好。FT-IR结果显示,石墨烯气凝胶与PEG之间没有发生化学反应,没有新的基团产生只是因为物理作用力而混合在一起。XRD和TGA结果显示PEG与GA混合之后复合材料的结晶性和热稳定性能与纯PEG相比会一定程度的降低,且GA的含量越多降低的程度越大。泄漏测试结果表明复合材料中只有PEG1和PEG2会发生一定程度的泄漏,其余的复合材料都能保持形状稳定不发生泄漏。即当GA含量达到9.8 wt%时复合料能定型。此时,复合相变材料的熔融焓值为164.9 J/g,结晶焓值为158.1 J/g,由此可知其仍然具有较好的储热性能。