开发能量高、热稳定性好及感度低的新型含能材料是炸药研究领域一直追求的目标。然而含能材料对高能与低感的需求之间通常存在着矛盾,高能量通常导致高感度。设计富氮耐高温唑类化合物含能离子盐是解决这个问题有效策略之一。富氮唑类化合物含有大量N-N和C-N键使其具有很高的正生成焓,较高的密度以及良好的热稳定性。且其含能离子盐具有优良的可调节性,阴阳离子组份均可被独立修饰。通过阴离子和阳离子的精心设计,有望得到爆轰性能优良,耐高温以及低感度的新型含能材料。本论文设计并成功合成了C-N偶联的双杂环化合物1-（3,5-二硝基-1H-吡唑-4）-5-氨基-3-硝基-1H-1,2,4-三唑钾盐（KCPT）,同时制备了其中性母体HCPT和13种含能离子盐,采用¹H NMR、¹³C NMR、IR和元素分析对它们结构进行了表征。利用X-射线单晶衍射进一步确证了KCPT,HCPT,三氨基胍盐,3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑盐和铜盐的空间结构。并结合拓扑分析,验证了KCPT的新型3D MOF结构。所有的化合物热稳定性都十分优异,分解温度介于215-340℃之间,其中胍盐的热稳定性最好（T_d=340℃）。KCPT分解温度高达325℃,和TATB相当（T_d=330℃）。并用TGA和等温长时间实验进一步验证了KCPT的超高温耐热性。测定了HCPT及其含能离子盐的密度,介于1.65-1.98 g cm^-3之间,KCPT具有最高的密度(d=1.98 g cm^-3)。测定了这些化合物的感度,其中部分离子盐为钝感含能材料（IS>40 J,FS>360N）。同时KCPT表现为适宜的撞击与摩擦感度,分别为7.5 J和240 N。富氮含能离子盐的撞击感度较之母体都有明显降低。利用构建的等键反应并结合Gaussian软件计算了HCPT及其含能离子盐的生成焓,介于529.4 k J mol^-1到1211.7 k J·mol^-1之间。利用EXPLO5 6.01软件计算了这些化合物爆压（P）和爆速（v_D）分别介于26.5-37.8 GPa和8236-9167 m s^-1之间。中性母体HCPT表现出最好的爆轰性能(v_D=9167 m s^-1,P=37.8 GPa),优于HMX(v_D=9059 m s^-1,P=39.2 GPa)。同时利用EXPLO5软件和改进过的Kamlet公式计算了KCPT的爆速和爆压,两者计算结果相似。KCPT具有相当高的爆轰参数(v_D=8457 m s^-1,P=32.5 GPa),是报道过的超高温耐热炸药中计算爆轰性能较好的,优于大部分钾盐化合物。综合考虑各种因素,KCPT,HCPT和胍盐非常有希望成为新的耐热炸药,有进一步开发的价值。设计并合成以-N=N-桥连的新型偶氮含能化合物（E）-1,2-双（1-（3,5-二硝基-1H-吡唑-4-基）-3-硝基-1H-1,2,4-三唑-5-基）偶氮（HDCPT）和已知偶氮化合物3,3’-二硝基-5,5’-偶氮-1H-1,2,4-三唑（HDNAT）,同时制备了它们的7个新的含能离子盐。并通过肼盐使偶氮结构发生还原,得到以-NH-NH-桥连的两个新型含能化合物。采用¹H NMR、¹³C NMR、IR和元素分析对它们结构进行表征。利用X-射线单晶衍射进一步确证了HDCPT,双铵盐,双胍盐,HDNAT及其对应的联氨化合物的结构。测定了合成化合物的热稳定性,大部分化合物都表现出优异的热稳定性,分解温度介于254-355℃之间。其中HDCPT（T_d=301℃）的热稳定性优于HMX（T_d=287℃）。测定了这11个化合物的密度,介于1.70 g cm^-3到1.94 g cm^-3之间,其中HDCPT具有最高的密度(d=1.94 g cm^-3)。HDCPT具有适宜的撞击感度（IS=19 J）,低于HMX（IS=7.4 J）和RDX（IS=7 J）。与富氮阳离子成盐可明显降低感度,部分离子盐可以归为钝感含能材料（IS>40 J,FS>360 N）。计算了合成化合物的生成焓,所有的盐都具有正的生成焓,介于123.9 k J mol^-1到1038.5 k J mol^-1之间。HDCPT具有最高的生成焓(△H_f=1095.7 k J mol^-1)。偶氮化合物的生成焓都高于其对应的联氨结构。利用EXPLO5软件计算了该系列化合物的爆轰性能,中性分子与富氮离子盐都表现出较好的爆轰性能,爆速和爆压分别为8072-9292 m s^-1和23.5-38.4 GPa。偶氮母体HDCPT具有最优异的爆轰性能(v_D=9292 m s^-1,P=38.4 GPa),优于HMX。HDNAT的双铵盐也具有较高的爆轰参数(v_D=9071 m s^-1,P=32.9 GPa),而且钝感。因此,综合考虑性能和稳定性,HDCPT和HDNAT的双铵盐可作为HMX的潜在替代物,有进一步开发的价值。设计了一种新颖且简便的方法合成3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑,并使其作为阳离子部分与3,5-二硝基吡唑阴离子结合制得一种新颖的内盐结构3,5-二硝基-4-（3,4,5-三氨基-4H-1,2,4-三唑-1-基）-4H-吡唑-4-内盐（CPTY）及其对应的含能离子盐3,5-二硝基吡唑3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑盐,同时制备了内盐的氧化产物（HCPT）。并用¹H NMR,¹³C NMR,IR,元素分析和单晶X-射线衍射对它们进行了全面的结构表征。CPTY表现出极好的耐热性,分解温度高达359℃(5℃ min^-1),优于对应的离子盐,TATB和LLM-105。还通过TGA和等温长时间实验进一步验证了CPTY的超高温耐热性。CPTY具有较高的密度(1.82 g cm^-3),达到了高能量密度材料(1.8-2.0 g cm^-3)的密度水平。测定了CPTY及其对应的离子盐的的撞击和摩擦感度,其中CPTY的撞击和摩擦感度均为钝感,和TATB相当。CPTY及其对应的离子盐的计算生成焓分别为555.8 k J mol^-1和355.1 k J mol^-1。利用EXPLO5 v6.01软件计算了它们的爆速和爆压。CPTY具有优异的爆轰性能(v_D=8750 m s^-1,P=31.5 GPa),优于TATB,LLM-105和对应的离子盐。因此,CPTY具有突出的物化及爆轰性能使其可作为新型耐热炸药,具有良好的应用前景。为了更好的研究CPTY的结构,对它进行了自然键轨道（NBO）分析,证实了其具有两个分别带有正负电荷杂环的新颖内盐结构。