生物航空航天燃料不仅开辟了高性能燃料制备的新途径,而且符合当下碳中和、碳达峰发展理念,然而生物燃料的低温流动性和热氧化安定性较差。本文以生物法获得的倍半萜类三环烷烃和烷基取代十氢萘双环烷烃为原料,分别通过催化异构和加氢精制的手段实现对生物燃料的提质,探究了组成变化对燃料低温流动性和热氧化安定性的影响规律,获得了两类高性能生物燃料。以生物倍半萜类C15三环烷烃为原料,通过酸催化异构反应获得金刚烷烃燃料以提高燃料低温流动性能。探究反应条件对重排反应的影响,并对重排反应表观动力学进行计算。Al Cl3和Al Br3的催化异构活性最佳,卤代烃溶剂（如1,2-二氯乙烷）可以大幅提升反应转化率和烷基金刚烷收率。在最优反应条件下,金刚烷烃（五甲基取代金刚烷、三甲基乙基取代金刚烷和乙基丙基取代金刚烷的混合物）的反应总收率为62.3%。重排反应使生物燃料的黏度（-20℃）从64.9 mm~2/s降低至22.5 mm~2/s,且并未明显影响燃料密度、热值等性能。以生物烷基取代十氢萘C15双环烷烃为原料,通过催化加氢精制反应获得低杂原子含量的饱和烷烃燃料以提高燃料热氧化安定性。加氢精制降低了双环烷烃燃料中芳烃和杂原子化合物的含量,使燃料密度、燃烧净体积热值和闪点小幅度下降,低温黏度和燃烧净质量热值略微提升。加氢精制使双环烷烃燃料起始抗氧化性能下降,但可以大幅度提升燃料热安定性,加氢精制后生物质双环烷烃可以通过400°C×5 h的喷气燃料热氧化安定性测试（JFTOT）评价。加氢精制通过饱和芳烃和脱除杂原子化合物,使双环烷烃燃料在热氧化沉积过程形成较为稳定的过氧化物和酸性化合物,不能进一步反应生成大分子沉积物,这有可能是导致热沉积倾向差异的主要原因。