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针对化石能源的日益枯竭以及废气排放引起的环境危机，可再生能源的开发和利用是解决这一难题的有效途径。太阳能热发电是世界公认的继水利发电、风力发电之后的第三项最有前途的可再生能源发电技术，将会成为未来能源的重要组成部分。与其他的发电方式相比，太阳能热发电能够直接产生工频的三相交流电，可以持续发电，因此更适合与现有电网的配合，在将来有可能完全替代传统火力发电。在太阳能热发电系统中，储热环节是实现持续稳定发电的保证。 本文首次将纳米MgO引入铝酸盐水泥体系中，制备了纳米MgO优化铝酸盐水泥，优化了铝酸盐水泥浆体的结构，从而提高了机械强度和热学性能。在此基础上，针对太阳能热发电系统的不同工作温度(350℃和900℃)，分别制备了石墨复合水泥基中温储热材料及铜粉复合水泥基高温储热材料，研究了这两类储热材料的热容、热导率、热膨胀系数和残余抗压强度，同时对水化过程的水化热、储热过程的物相转变及结构变化进行了表征。此外，对水泥基储热材料的蓄热系数进行了理论计算，量化了材料的储热能力，同时模拟了实际储热过程，测试了储热材料的温升曲线。具体的研究内容如下: (1)将纳米MgO引入铝酸盐水泥体系，研究了其对铝酸盐水泥水化进程的影响。将复合水泥浆体在105℃、350℃及900℃下进行热处理，分别研究了复合水泥浆体的机械性能、热学性能，并对不同温度下复合水泥浆体的物相转变及结构变化进行了表征。研究发现，纳米MgO颗粒的引入促进了铝酸盐水泥水化反应进程，加快了水泥硬化速率。同时由于纳米粒子的小尺寸效应，有效减小了水泥浆体内部的孔径尺寸，使得水泥内部结构更加致密，进而增强了宏观机械性能及热学性能。当纳米MgO含量为1％时，复合水泥浆体的孔隙率与纯铝酸盐水泥相比减少了30％。经过105℃、350℃和900℃热处理之后，纳米MgO复合水泥浆体的残余抗压强度分别提高了30.5％、27.8％和23.8％。从热学性能上看，纳米MgO对铝酸盐水泥浆体的体积热容和热导率也有一定的提高作用。 (2)以纳米MgO优化铝酸盐水泥浆体为基体，针对太阳能热发电350℃中温以及900℃高温工作温度，分别选择大热容、高热导的功能材料石墨和铜粉，制备了石墨复合水泥基中温储热材料和铜粉复合高温储热材料。考察了这两种功能材料对复合水泥浆体机械性能和热学性能的影响，同时对复合浆体的物相和结构进行了表征。研究表明，石墨和铜粉显著提高了水泥基储热材料的热学性能。其中当石墨含量为10％时，该水泥基中温储热浆体经过350℃后的体积热容和热导率与纯铝酸盐水泥浆体相比分别提高了58.6％和118.4％;当铜粉含量为15％时，该水泥基高温储热浆体经过900℃后的体积热容和热导率与纯铝酸盐水泥浆体相比分别提高了63.0％和51.8％。同时对抗热震性的初步研究证明了这两个体系良好的热稳定性。 (3)对石墨复合中温储热体系和铜粉复合高温储热体系的蓄热系数进行了理论计算。结果表明，这两类储热材料在各自的工作温度下的蓄热系数都超过了30 W·m-2·K-1，与国内外同类材料相比都有所提高。同时温升曲线测试结果证明了功能材料石墨和铜粉显著提高了铝酸盐水泥基储热材料储热效率。