偶氮苯(Azo)可以通过吸收特定波长的光线实现从低能稳定反式异构体向高能亚稳态顺式异构体的转化。并且偶氮的顺式构型由于其低的热力学稳定性而自发地向反式异构体转变,适当的外部刺激(如光,加热等)可以加速这种转变。基于这种特性,偶氮苯在太阳能储热材料方面具有很大的研究前景。我们可以利用偶氮苯的这些性质来将光能储存在化学键中,并通过调控外在刺激来实现能量的可控释放。作为一种储能材料,它具有可逆性好、稳定性强、环保无污染等优点,同时偶氮苯及其衍生物也有半衰期短、能量密度低、调控性差的缺点。针对这些问题,本文在分子设计的基础上,通过重氮偶合和酰胺反应合成了三枝偶氮苯衍生物(tri-Azo)。三枝偶氮苯因其特殊的结构使它有较大的分子间相互作用力和空间位阻。以氧化还原石墨烯(rGO)为模板,将三枝偶氮苯共价接枝在石墨烯上,由于石墨烯与偶氮苯的协同作用,使得三枝偶氮苯/石墨烯杂化材料(tri-Azo/rGO),可以得到高能量密度,长半衰期的太阳能储能材料。采用改进的hunmers法制备了氧化石墨烯(GO),并利用硼氢化钠作为还原剂、通过调控反应温度和时间对氧化石墨烯的还原程度进行控制,制备了有良好共轭结构的同时还具有良好分散性的氧化还原石墨烯。通过多次接枝的方法控制接枝密度,通过热失重分析和X射线电子能谱表征计算材料的接枝密度,并通过差式扫描量热仪和紫外-可见光吸收光谱测试在不同接枝密度下的能量密度和异构化程度。可知在平均68个碳原子键合一个三枝偶氮苯分子时材料的达到最大的能量密度,最大的能量密度为150.3 Wh/kg,最大的功率密度为3036.9W/kg。通过紫外-可见光吸收光谱和差示扫描量热仪分别跟踪测试不同升温速率下溶剂、粉末和薄膜的异构化和放热情况,可知升温速率的加快有利于热量的快速释放但会使得储存的热无法全部利用。相对于溶液和粉末薄膜的能量密度要低,但是其有更高的应用价值。通过红外热像和热致变色浆料对tri-Azo/rGO进行了放热情况的跟踪和可视化表征,可以看到在77℃时tri-Azo/rGO表面形成了7℃的温差并且在材料可以保持温度高于80℃40分钟以上。