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高密度碳氢燃料是一种极具价值的液体航天推进剂,可以显著增加航空航天飞行器的航程和载荷,通常由化石原料合成。随着化石资源消耗,生物质合成高密度燃料逐渐引起人们关注。松节油和木质纤维素平台化合物来源丰富可再生,本文以此为原料,针对燃料母体制备及加氢两个关键技术,研究了以下多环高密度燃料组分的合成工艺:研究了松节油类高密度燃料的合成工艺过程。制备了高活性的HPW（磷钨酸）/MCM-41催化剂,分析了其催化下的松节油异构和聚合的产物分布,明确了松节油的聚合反应路径:松节油中蒎烯及含氧萜烯等初步异构为莰烯、柠檬烯、萜品烯等,再进一步通过Diels-Alder反应或寡聚反应完成混合萜烯间的二聚,生成高密度燃料母体化合物,二聚反应收率高于71%。研究了联环烷烃类燃料的合成工艺。采用分子筛等催化剂,通过烷基化反应由木质素酚类化合物（苯酚、苯甲醚、愈创木酚）和木质纤维素环醇（环己醇、环戊醇）合成单烷基酚燃料母体化合物,降低中间体（环烯烃）的浓度,单烷基酚的选择性可高达76.7%。单烷基酚燃料母体化合物经加氢脱氧得到联环己烷和环戊基环己烷。针对联环己烷冰点高的问题,增大催化剂酸量和降低反应温度可促使部分单烷基酚发生加氢异构,生成环戊基环己基甲烷,优化了燃料分子空间结构,降低了燃料组分的冰点。此工艺可生成密度为0.870.88 g/m L的燃料组分。研究了全氢芴类燃料的合成工艺。采用超强酸等催化剂催化上述酚类化合物和二苄醚进行烷基化反应,合成出取代二苯甲烷类燃料母体化合物。从产物分布发现,MMT-K10（H0=-8.2）抑制了二苄醚自烷基化反应,燃料母体选择性高于85.1%。在取代二苯甲烷加氢脱氧反应中,通过调节Pd/C和分子筛比例发现,Pd/C利于全氢芴生成,增大分子筛比例利于二环己基甲烷生成,制备出密度为0.880.96 g/m L的燃料组分。研究了萘烷类燃料的合成工艺。通过强酸诱导的氢转移反应,引发环醇（环己醇等）和环烷烃（甲基环戊烷等）进行烷基化反应生成萘烷类燃料母体,并实现燃料母体加氢过程。氢转移反应和烷基化反应的有效偶合,使得环醇和环烷烃可一步生成萘烷类燃料,萘烷烃的选择性可达到86.5%,密度高于0.88 g/m L。