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高密度能量液体燃料是提升飞行器推进性能的关键之一,在火箭、导弹、飞机等航空航天领域有着广泛应用。本文对多环烃类以及烷基取代金刚烃高密度碳氢燃料的合成进行了研究。对三氯化铝催化低纯度桥式四氢双环戊二烯(endo-THDCPD)异构反应进行研究,并考察了添加1,2-二氯乙烷作溶剂对异构反应的影响。低纯度endo-THDCPD在温度70℃、催化剂用量3wt%的条件下反应1h,挂式四氢双环戊二烯(exo-THDCPD)的收率达到98.8%。溶剂的添加对异构反应有显著影响,1,2-二氯乙烷可提供异构反应链的引发剂碳正离子,促进异构反应的发生,明显降低反应温度,在50℃下添加3wt%的AICl3和与原料质量比为0.5：1的1,2-二氯乙烷,反应60min exo-THDCPD的收率接近100%,并且可抑制副产物金刚烷和焦油产生。对乙叉降冰片烯重油组分进行分析并对其进行加氢反应研究。重油组分由环戊二烯与丁二烯经Diels-Alder加成反应生成的C10-C15烯烃组成,其多环结构是制备高密度燃料的良好原料。对其进行加氢得到了饱和多环烷烃混合物,加氢产物的密度为0.99g/cm3,体积热值为42.21MJ/L,且冰点低于-60℃,但由于主要组分以桥式构型为主,低温下粘度较高,不能直接作为燃料使用。使用氯铝酸型离子液体催化异构乙叉降冰片烯重油加氢产物,对多环烷烃异构重排为烷基取代金刚烷进行研究。结合文献与实验结果,对重油中各组分的异构反应路径分别进行研究。结果表明,重油加氢产物中原有的不同分子结构的饱和多环烃,都能够发生骨架重排生成烷基取代金刚烷。考察了离子液体中AICl3的含量、反应温度及离子液体用量等条件对重排反应的影响,以求异构产物中烷基取代金刚烷得到最大收率。使用x(AlCl3)=0.7的氯铝酸型离子液体,在反应温度为80℃,IL/原料摩尔比为1：0.5的条件下可得到烷基金刚烃含量接近90%的多环烷烃混合物。其各性能较异构前有所提高,体积热值达42.78MJ/L,尤其是低温性能更是提升显著,粘度低于300mm2/s(-40℃),性能接近美国RJ-7燃料。通过对重油的加氢异构处理,不仅达到了回收副产物重油的目的,还为制备高密度液体燃料提供了一种新的可行路径。