随着我国经济高速增长的同时,也面临着日趋严峻的环境和能源问题,开发和利用可再生能源已成为我国保持可持续性发展的战略任务之一。太阳能取之不尽,用之不竭,将是替代传统化石能源的最佳选择。由于太阳能的利用受地域性和时间性问题的制约,如何有效存储和高效转换是开发及利用太阳能急需解决的的关键技术问题。光化学储能作为一种重要的化学储能技术,在太阳能存储领域中具备诱人的应用前景。光响应化合物偶氮苯类分子由于其具有良好的吸收、可循环的异构化和特殊基团结构的设计等优点,可利用自身的光异构化反应实现太阳能的存储和释放,是一种极具潜力的新型太阳能储能材料。由于偶氮苯化合物的异构化速率、吸收光谱范围等性能受其取代基团、溶剂极性等因素影响,研究偶氮苯化合物异构化性能的影响因素对偶氮苯类化合物储能材料的设计、制备与应用具有重要的指导意义。本文针对不同偶氮苯化合物的光致顺反异构性能,采用实验与分子动力学模拟相结合的方法,展开了如下工作：(1)选取对二甲基氨基偶氮苯磺酸钠、对硝基苯偶氮水杨酸和1-[4-(苯基偶氮)苯基偶氮]-2-萘酚三种常见的偶氮苯化合物,采用扫描电子显微镜(SEM)、X衍射分析(XRD),热重分析(TGA)等多种分析手段对偶氮苯化合物的微观、结构及热学特性进行表征。采用紫外-可见光(UV-Vis)分光光度法对偶氮苯化合物的光致顺反异构化性能进行研究。并比较了丙酮、乙醇、甲苯这三种不同极性的溶剂对偶氮苯化合物的光致顺反异构化性能影响,发现随着溶剂极性的增大,化合物的n-π*跃迁吸收带蓝移现象更为明显。(2)采用Materials Studio构建对二甲基氨基偶氮苯磺酸钠、对硝基苯偶氮水杨酸和1-[4-(苯基偶氮)苯基偶氮]-2-萘酚三种常见的偶氮苯化合物的分子模型,对它们的顺反异构化过程进行分子动力学模拟,将模拟数据与实验结果进行对比研究。以此为基础设计并建模4-羟基-4’-羧基偶氮苯、4-羟基-4’-乙氧基偶氮苯、4-羧基-4’-二甲胺偶氮苯三种新型的对位取代基团的化合物,模拟其分子顺反异构化过程并分析异构化前后的能量、结构等参数的变化情况,发现六种偶氮苯化合物的储能大小主要体现在势能变化上,约为30-70 kJ mol-1。(3)运用重氮-偶合法制备出4-羟基-4’-羧基偶氮苯、4-羟基-4’-乙氧基偶氮苯、4-羧基-4’-二甲胺偶氮苯三种不同对位取代基团化合物,采用核磁共振波谱仪(1H-NRM)和傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)对所制备的偶氮苯化合物的结构进行表征,通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、热重分析对化合物的形貌、结晶度和热稳定性进行分析,再采用UV-Vis分光光度计测试了偶氮苯化合物的光致顺反异构化性能。实验发现三种合成偶氮苯化合物因含有羟基、羧基等结构比较简单的取代基团,分子异构化的受到的空间阻碍较小,反顺转化率比较高,分别为70.27%、55.16%、62.3%。