高氮杂环含能化合物因其良好的性能受到研究者广泛的关注。硝基咪唑类和硝基吡啶类化合物多数具有含氮量高,高生成焓和类苯结构的π-π堆积,在提高含能材料的能量密度和稳定性方面有着很大的作用,因而成为目前含能材料的一个热点。本文合成了一系列它们的金属盐和有机高氮含能盐。其中,部分金属盐可能成为燃速催化剂,而有机高氮含能盐有望成为下一代的绿色含能材料。本论文的内容如下:合成了2,4-二硝基咪唑(3),3,5-二硝基吡啶-2-酮(19),3,5-二硝基吡啶-4-酮(20)和3,5-二硝基吡啶-4-酮氮氧化物(21)四种配体。以配体3与碱(土)金属和过渡金属分别反应,合成了15种新型配合物,培养出配体3和6种金属配合物的单晶。用19,20和21与氨水、二乙胺、水合肼、胍和3-氨基-1,2,4-三氮唑反应,合成了12种有机高氮含能盐,培养了2个化合物的单晶。利用熔点测定,元素分析,FT-IR红外光谱分析,XRD,~1HNMR等对以上化合物进行了表征。利用X-射线单晶衍射仪对9个化合物的晶体结构进行了测定和解析,并对其结构的特点进行了对比和分析。发现过渡金属化合物为单体配合物,碱(土)金属化合物为聚合物,配体3的配位模式多样,有单齿、双齿和三齿三种配位。有机高氮含能盐中的阴阳离子主要依靠静电作用形成稳定分子。通过TG、DSC技术对10种化合物的热分解行为和稳定性进行了研究,发现了其热分解规律。发现大多数的含水化合物首先在100℃左右失去结晶水和配位水,同时吸收少量的热。而在200℃～400℃区间,化合物通常发生剧烈的分解,一般先后失去两个硝基基团,接着是咪唑环或吡啶环骨架的断裂,同时放出很大的热量,残余物一般为金属氧化物和碳。