本发明属化学技术领域，具体涉及一种挂式四氢三环戊二烯高密度液体碳氢燃料及其制备方法。
背景技术：
航空航天科技是国家科技水平和实力的重要体现，航空航天器的飞行空间涵盖了从大气层到外层空间的范围，包括飞机、导弹、火箭、临近空间飞行器、飞船和卫星等。飞行器的性能，例如航程、航速和载荷等，在很大程度上取决于燃料燃烧所释放的热量。因此，提高燃料密度是提高航天航空飞行器的推进性能的重要方式。四氢三环戊二烯是一种性能优良的高密度液体碳氢燃料，含有多种同分异构体，具有较高的体积热值，可应用于航空航天领域。其合成过程为：以双环戊二烯为原料，依次通过聚合、加氢、异构、精馏提纯等工艺合成得到。其中，由三环戊二烯加氢饱和制备的四氢三环戊二烯，为桥式结构，常温下为固体。通过催化异构，得到挂式结构的无色透明的液体燃料产品，冰点低于-40℃，密度>1.0g/cm3。
文献energyfuels2009,23,2383-2388报道了一种三氯化铝催化桥式四氢三环戊二烯异构为挂式四氢三环戊二烯的方法，利用溶剂预先溶解原料桥式四氢三环戊二烯，在搅拌过程中加入一定量三氯化铝，产物在真空精馏后，密度1.0415g/cm3，体积热值44.1mj/l。但本方法需要添加大量的有机溶剂，如1,2-二氯乙烷(100wt％)等，需要在异构反应结束后通过蒸馏再将溶剂除去，同时催化剂为传统的alcl3，存在设备腐蚀、环境污染严重、催化剂与产物难以分离、难以实现连续生产等问题。
美国专利3701812、4086286、4401837以及中国专利200710057328.7公布了一种高密度液体喷气燃料制备方法，以由环戊二烯和桥式双环戊二烯为原料，依次通过聚合、加氢、氯化铝催化异构及精制的工艺制备得到含有几种同分异构体的四氢三环戊二烯产品。但制备方法也需要添加大量的有机溶剂，如1,2-二氯乙烷等，仍需在异构反应结束后通过馏分切割再将溶剂除去，同时异构反应时间较长，催化剂用量较大。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种液体燃料及所述液体燃料的制备方法。制备方法为酸性离子液体催化桥式四氢三环戊二烯异构为挂式四氢三环戊二烯。
本发明第一方面公开一种液体燃料，其中挂式四氢三环戊二烯含量大于95.0wt％，冰点低于-40℃，密度大于1.0g/cm3。
本发明第二方面公开了所述液体燃料的制备方法，包括如下步骤：
①在惰性气体保护下，将阴离子前体加入到阳离子前体中，磁力搅拌完全溶解即得到透明的离子液体；
②将桥式四氢三环戊二烯加热到一定温度，加入步骤①得到的离子液体反应一定的时间后，分离出离子液体即得到所述的液体燃料。
优选地，步骤①所述阴离子前体为alcl3、fecl3、cucl、zncl2中的一种或几种，所述阳离子前体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-己基-3-甲基咪唑氯盐、1-辛基-3-甲基咪唑氯盐、盐酸三乙胺、盐酸吡啶中的一种或几种；所述阴离子前体的加入量为阴离子前体的摩尔分数占所述阴离子前体和所述阳离子前体总量的0.5～0.8。
优选地，步骤②所述的温度为20～100℃，反应时间为0.5～5h。
优选地，步骤②所述离子液体的加入量为离子液体与四氢三环戊二烯的摩尔比(2～20):100。
优选地，所述离子液体能重复使用。
本发明的有益效果：(1)本发明的制备方法异构反应过程中无需添加有机溶剂，环境友好。(2)本发明的的制备方法中的离子液体的酸性可调、用量小，成本低。(3)本发明的的制备方法反应结束后通过简单倾析即可实现产物和离子液体的分离，离子液体可以重复利用。
说明书附图
无。
具体实施方式
实施例1
将100g桥式四氢三环戊二烯原料置于圆底三口烧瓶中，然后将三口烧瓶放入油浴，达到50℃后，加入占桥式四氢三环戊二烯10mol％的离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑氯盐/alcl3，其中alcl3的摩尔分数为0.6)，持续搅拌3h，反应后静置10min，通过倾析实现产物与离子液体的分离。将产物用气相色谱分析表征，产物中挂式四氢三环戊二烯含量为95.0wt％。
实施例2-10
实施例2-10的反应过程同实施例1，不同的是调节反应条件包括：反应温度、催化剂(种类、配比、用量)及反应时间，见下表。实施例8-10中的离子液体为重复使用。