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含能材料作为现代武器装备的能量载体,必须满足高能量密度及低易损性的要求,但是含能材料的高能量和低感度性质却通常是对立的。因此开发高能量、低感度及综合性能优异的新型含能材料是近年来含能材料领域研究的热点。富氮杂环类化合物因具有高的正生成焓、低的碳氢含量以及环境友好的特点,受到含能材料科研工作者越来越多的关注。富氮杂环类含能离子盐与其分子类似物相比,具有更低蒸汽压、较高稳定性和低感度的特点,而且含能离子盐的阴离子和阳离子可以分别进行设计和修饰,从而提升化合物的性质。本论文设计并合成了1,2-双（3,5-二硝基-1H-吡唑-4-基）偶氮（H2NPA）及其8种离子盐,并用13C NMR、1H NMR、IR以及元素分析对它们进行了全面表征。利用X-射线单晶衍射确证了1,2-双（3,5-二硝基-1H-吡唑-4-基）偶氮胍盐的结构。这9种化合物的密度介于1.70-2.15 g cm-3,分解温度介于156-314 oC。测定了它们的撞击感度与摩擦感度,撞击感度介于1.5-40 J,摩擦感度介于54-360 N。利用等键反应结合Gaussian软件可以计算了1,2-双（3,5-二硝基-1H-吡唑-4-基）偶氮及其离子盐的生成焓介于45.7-1040.1 kJ mol-1之间。用EXPLO5软件计算了1,2-双（3,5-二硝基-1H-吡唑-4-基）偶氮及其离子盐的爆压和爆速分别介于26.0-36.6 GPa和8224-9083 m s-1之间。其中1,2-双（3,5-二硝基-1H-吡唑-4-基）偶氮具有良好的热稳定性（Td=221 oC）和较低的摩擦感度（FS=240 N）,对撞击钝感（IS=40 J）,同时其还展现出优异的爆轰性能(vD=9083m s-1,P=36.6 GPa),在该系列化合物中综合性能最好,具有很好的应用前景;胍盐的分解温度为305 oC,爆速8391 m s-1,爆压28.0 GPa,对撞击感度与摩擦感度均钝感,在钝感高能超高温耐热含能材料领域有很好的应用前景;1,2-双（3,5-二硝基-1H-吡唑-4-基）偶氮钾盐密度2.15 g cm-3,分解温度高达314 oC,爆压31.1 GPa,爆速8275m s-1,撞击感度1.5 J,摩擦感度60 N,静电火花感度0.8 J,在绿色高能耐高温起爆药领域有很好的应用前景。本论文还合成了4种3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮含能离子盐,并用13C NMR、1H NMR、IR以及元素分析对它们进行了全面表征,并利用X-射线单晶衍射确证了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮的3,6,7-三氨基-7H均三唑并[5,1-c]三唑盐的结构。测定了这4种NTO含能离子盐的分解温度,介于203-270 oC,均具有良好的热稳定性。测定了它们的密度,介于1.68-1.84 g cm-3。测定了它们的撞击感度与摩擦感度,除肼盐（IS=7 J,FS=360N）外,其他离子盐对撞击和摩擦均钝感。计算了它们的生成焓、爆速与爆压,生成焓介于134.4-797.7 kJ mol-1,爆速介于8136-9575 m s-1,爆压介于24.6-38.1 GPa。其中肼盐的分解温度（Td=203 oC）和爆速(vD=9575 m s-1)与CL-20相当,其撞击感度和摩擦感度均优于CL-20,而且其合成原料便宜、合成步骤少,因此非常好的实际应用价值。此外,还实现了3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮肼盐（HZNTO）千克级别的合成和HZNTO造型粉的制备,研究了HZNTO与某些炸药组分的相容性,为进一步研究其爆炸性能和在混合炸药中的应用打下了基础。