近几十年来,化学推进器发展迅速,广泛应用于航空航天系统和武器系统。自燃材料是一种与强氧化剂接触后能够发生自燃反应,瞬间释放出巨大能量的物质,有望应用于化学推进器。然而,传统的自燃材料肼及其衍生物具有毒性、致癌性、输出能量低、操作成本高和安全性差等问题。因此,寻找性能更优异的自燃材料已成为推进剂材料的一个研究热点。原子级结构精确的金属团簇,其尺寸在亚纳米和几纳米之间,是介于原子与纳米颗粒之间的一种新兴材料。金属团簇不仅可以活化含能配体,还可以在点火时形成燃烧热点,促进高能配体能量的释放,在自燃材料领域展现出良好的应用前景。此外,金属团簇精确的结构有助于研究自燃材料的构效关系。因此,本论文选取具有不同硝基数量的含能吡唑配体,合成了一系列原子级结构精确的铜簇,并对它们的自燃性质进行了研究。具体工作内容如下:一、本文设计合成了四例含有不同硝基数量的吡唑基配体,分别是3-硝基吡唑（C3H3N3O2,L1）、3,5-二硝基吡唑（C3H2N4O4,L2）、3,4,5-三硝基吡唑（C3HN5O6,L3）和4-氨基-3,5-二硝基吡唑（C3H3N5O4,L4）。随后,使用它们制备了四例同构团簇:Cu9（tBuS）6（C3H2N3O2）3（1）、Cu9（tBuS）6（C3HN4O4）3（2）、Cu9（tBuS）6（C3N5O6）3（3）和Cu9（tBuS）6（C3H2N5O4）3（4）,并通过 X 射线单晶衍射技术对它们进行结构解析。化合物1-4的整体结构均包含9个铜原子、6个tBuS-和3个硝基吡唑类配体。在点火测试中,化合物1-4与绿色环保的高浓度过氧化氢HTP（High Test Peroxide）接触时,均可以发生自燃反应。这些金属内核相同但配体不同的铜簇有利于我们研究其结构与自燃性能之间的关系。实验结果表明,配体中所含硝基越多,相应铜簇的点火延迟时间（Ignition delay time,ID time）越短,自燃性能越好。该研究证明了金属团簇可以用作自燃材料,为自燃材料的设计提供了研究思路。二、通过溶剂热法和室温挥发法获得了 1例铜簇Cu6（C3H2N3O2）6（5）、2例具有一维链状结构的金属配合物[Cu（C3H2N3O2）2]n（6）和[Cu（CH3CN）（C6H4N3O2）]n（7）。这三个化合物的配体是相同或相似的,但只有化合物5在HTP作为氧化剂的点火测试中表现出优异的点火效果。金属团簇与具有一维链结构的金属配合物这种截然不同的点火性能,引起了我们对金属团簇催化性能的进一步探究。通过一系列的实验数据证明,金属团簇具有大量的金属活性位点,可以在点火过程中形成燃烧热点,从而改善含能材料的点火效果,提升其自燃性能。