液体燃料广泛应用于涡轮、涡扇发动机、火箭发动机等航空航天领域。发动机的推进性能在很大程度上取决于所使用燃料的性质,其中最重要的是燃料的密度和体积净热值。特定结构和组成的降冰片二烯（NBD）二聚体具有优异的性质,是一类潜在的高密度燃料。研究NBD的可控二聚具有重要的理论意义与应用价值。本文以NBD和四环庚烷（QC）为原料,系统研究了NBD的环二聚以及NBD与QC的共二聚反应,测试了产物作为燃料应用的性能。首先,研究了低价态Pd金属配合物催化的NBD、QC的共二聚反应。对催化剂用量、Pd前驱体类型、温度、溶剂、原料配比等工艺条件进行了细致的探索,并对反应机理进行了详细的研究。实验结果表明,exo-exo构型二聚体的选择性随着NBD/QC摩尔比的升高而升高。以Pd2（dba）3·CHCl3为催化剂,NBD/QC为8/1时,exo-exo二聚体选择性最高达到97.2%。进而,使用PEG 600改善了催化剂的循环稳定性,催化剂循环4次仍保持了良好的催化活性。然后,对Pd配合物的非均相化进行了研究。使用过量浸渍的方法合成了负载型的Pd金属催化剂,并研究了其在NBD和QC共二聚反应中的催化活性。结果表明在载体上添加PEG可以有效保持Pd配合物的配位结构、维持催化剂的高活性。制备得到的Pd-0.5PEG 2000/DMSNs催化剂具有良好的金属分散性、高活性和高二聚体选择性:exo-exo二聚体的选择性达到93.6%,QC转化率100%,NBD转化率35.6%。最后,系统研究了Fe、Co、Ni等金属配合物催化的NBD二聚反应。对金属类型、配体类型、还原剂类型以及相应的反应条件进行了详细的探索。研究发现,Co系催化剂对“Binor-S”构型的二聚体表现出优异的选择性,85℃、氮气气氛中反应3 h,NBD转化率90%以上,“Binor-S”选择性达到95%。Fe系催化剂则倾向于催化NBD发生[2π+4π]式环加成反应,生成endo-endo构型的二聚体产物。85℃、氮气中反应3 h,NBD转化率95.4%,endo-endo二聚体选择性达到89.4%。随后研究了燃料结构、组成对其性能的影响,得到了密度1.00 g/m L,冰点低至-48℃的NBD基高密度燃料。