由于偶氮基团（—N=N—）的引入,使得偶氮唑类富氮杂环化合物拥有了更高的氮含量、生成焓和密度等特征,因而在含能化合物领域被广泛研究。基于课题组之前的研究工作,本论文以4,4′-偶氮-1H-1,2,4-三唑-5-酮（ZTO）为母体,设计合成了9种ZTO的衍生物:6种富氮盐和3种中性分子。具体研究内容如下:（1）利用ZTO的弱酸性,通过酸碱反应和复分解反应合成了6种ZTO的盐,分别是:双胍盐G₂（ZTO）,双二氨基胍盐DAG₂（ZTO）,1,2-乙二胺盐EDA（ZTO）,1,3-丙二胺盐PDA（ZTO）,1,4-丁二胺盐BDA（ZTO）,单钠盐Na（ZTO）·2H₂O;通过亲电取代反应合成出3种中性分子,分别为:二（苯甲酰）-4,4′-偶氮-1H-1,2,4-三唑-5-酮DBZTO,二（对甲基苯甲酰）-4,4′-偶氮-1H-1,2,4-三唑-5-酮D（4-MB）ZTO,二（间甲基苯甲酰）-4,4′-偶氮-1H-1,2,4-三唑-5-酮D（3-MB）ZTO。实验过程操作简单,目标产物易于分离并提纯,产率较高。9种新的产物均通过EA、FT-IR、NMR等手段进行了结构表征和解析,并通过单晶X-ray衍射法对化合物G₂（ZTO）和Na（ZTO）·2H₂O的组成和分子结构进行进一步表征。（2）通过差示扫描量热法（DSC）和热重法（TG/DTG）研究了5种ZTO新富氮盐的热稳定性。结果表明:上述化合物均表现出较好的热稳定性;成盐反应可使化合物的热稳定性降低,所以5种新ZTO盐的热分解温度均低于母体ZTO;遵循热分解动力学基本原理,运用Kissinger法、Ozawa法和积分法求得该5种盐的热分解动力学参数（活化能、指前因子,等）及其对应的动力学分解机理方程。（3）通过化合物的各项热安全温度和热动力学函数等参数值来判定新产物的热安全性,如:自加速分解温度(T_e0)、热点火温度(T_be0)、热爆炸临界温度(T_bp0),以及热动力学函数活化熵（ΔS^≠）、活化焓（ΔH^≠）和活化自由能（ΔG^≠）。（4）采用SETARM公司Micro-DSCⅢ型的微量量热仪测定得到5种化合物的比热容C_p随温度T的变化关系式（温度介于283-333K之间）。（5）运用IKA C5000氧弹量热仪测定了9种物质的恒容燃烧热（Δ_cU）,进而根据Hess定律分析计算得到新化合物的标准摩尔生成焓（Δ_fH_m^θ）的实验值。（6）利用Gaussian09、Multiwfn等程序对新化合物及已报道的ZTO的铵盐A（ZTO）、胍盐G（ZTO）、氨基胍盐AG（ZTO）、二氨基胍盐DAG（ZTO）、三氨基胍盐TAG（ZTO）以及前驱体ZTO做了系统的理论研究,并精确计算了它们的V_m、ρ和生成焓,继而预测和评估这7种富氮盐的爆轰性能和撞击感度h₅₀。