本发明提供了一种高密度复合液体碳氢燃料、制备方法及有机小分子分散剂在其中的应用，高密度复合液体碳氢燃料包括如下质量配比的原料组分：挂式四氢双环戊二烯100份；二脲基有机小分子分散剂0.09～0.5份；高能固体燃料5～43份。将二脲基有机小分子分散剂加入挂式四氢双环戊二烯中加热至110℃～130℃溶解；降温至10℃～35℃，静置1～3小时；在搅拌状态下加入高能固体燃料，制得高密度复合液体碳氢燃料。本发明中将二脲基有机小分子通过超分子自组装过程将高能固体燃料稳定分散在高密度碳氢燃料挂式四氢双环戊二烯中，提升了挂式四氢双环戊二烯高密度碳氢燃料的密度和能量水平。