高密度燃料具有高密度、高体积热值,在火箭、导弹等航空航天领域有着广泛的应用。随着化石燃料的日益消耗以及环境问题日益严峻,利用可再生资源—生物质制备高密度碳氢燃料受到研究者的广泛关注。本文用木质纤维素水解得到的平台化合物为原料,通过C-C偶联反应（烷基化反应、Aldol反应、Diels-Alder反应）和加氢脱氧反应制备了生物质单支链单环燃料、多支链单环燃料、多环烷烃燃料,并测定了这些燃料的性质。研究了芳香族含氧化合物（苯甲醚、愈创木酚、苯酚）和呋喃醇（糠醇、5-羟甲基糠醛）的烷基化反应,后经加氢脱氧制得单支链单环燃料,主要包括不同催化剂、原料配比和加料方式对该反应的影响。FeCl₃催化剂对苯甲醚、愈创木酚和糠醇的反应表现出较高的催化活性和目标产物选择性,而对苯酚和糠醇的反应,AlCl₃是最好的催化剂。目标产物的选择性随着芳香族含氧化合物/呋喃醇比例的增大而提高。采用半连续的加料方式提高了原料芳香族含氧化合物的转化率和目标产物的选择性。用5-羟甲基糠醛代替糠醇时,选择性几乎达到100%,但反应较慢,需要更长的时间才能达到完全转化。加氢脱氧后可得到密度为0.804g/cm³的单支链环烷烃燃料。研究了异佛尔酮和呋喃醛在NaOH催化条件下的Aldol缩合反应得到中间产物后加氢脱氧合成了多支链单环烷烃燃料,包括催化剂的量、反应温度、不同碱性催化剂以及贵金属负载的分子筛对该过程的影响。提高催化剂的量或者提高反应温度均能提高反应物的转化率和目标产物的选择性,反应体系中水的存在降低了催化剂的碱性从而降低了反应物的转化效率。糠醛的反应活性高于5-羟甲基糠醛的活性。Aldol反应中间产物加氢脱氧后,可转化为密度为0.833 g/cm³的多支链环己烷燃料。研究了双环戊二烯和2-甲基呋喃Diels-Alder反应制备中间产物后加氢脱氧合成了多环高密度碳氢燃料,涉及分子筛的类型、反应物配比对该反应的影响。HY对该反应有较好的催化效果,温度越高,反应物转化率越高,副反应也越多。调节反应物配比,能有效抑制副反应。中间产物加氢脱氧后,三环会发生部分断裂,生成双环或带支链双环化合物,最终得到密度为0.98 g/cm³的多环燃料。