文 献 综 述

1.1 引言

石油资源的日趋枯竭和石油燃烧造成的空气污染促使人们开发新的可替代石油的可再生的绿色能源。由动植物油脂与甲醇酯交换反应生成的长链脂肪酸甲酯，即生物柴油，具有化石柴油无可比拟的优良燃烧性、环保性及可再生性，其作为潜在的化石柴油替代品而备受关注。

1.2 传统方法

目前，生物柴油的制备方法主要有酶法和化学法.。酶法反应条件温和，但体系中甲醇的存在容易导致酶失活，而且副产物甘油粘度大，容易附着在酶表面，使反应难以进行。如果以含大量游离脂肪酸的废油脂为原料生产生物柴油，反应体系中的高酸值也将导致酶迅速失活。传统的化学法通常采用强酸 (浓硫酸) 或强碱 (KOH 或 NaOH) 作催化剂，存在产物分离困难、污染物排放和设备腐蚀等问题，不适用于由含高酸值 (较多脂肪酸) 的废油生产生物柴油的过程。采用固体酸多相催化剂 (如分子筛催化剂、离子交换树脂、杂多酸催化剂和固体超强酸) 可有效避免上述不足。但是，这些固体酸催化剂制备成本高、催化活性较低、稳定性较差，且存在溶胀等缺陷，难以有效地转化油脂 (尤其是废油脂)为生物柴油。因此，研发廉价、环境友好、高效的新型固体酸催化剂迫在眉睫。

1.3 新型催化剂的发现与发展

2004年，Hara 等首次报道了多环芳香族化合物经浓硫酸磺化后，制备成一种含 SO3H 基团的固体酸催化剂，但其稳定性较差。随后，他们以葡萄糖为原料，通过不完全炭化和磺酸化等步骤，成功地制备活性高、稳定性好的新型固体酸催化剂#8212;#8212;糖催化剂。随后，基于不同炭质材料的固体酸催化剂制备及其应用的研究得到长足的发展。业已证明，不同制备条件对催化剂的性能和结构有显著影响。

近年来，以糖类化合物或生物质为原料，经不完全炭化和磺化等可制备一种含磺酸基的新型固体酸催化剂，引起人们的广泛关注。本课题组以葡萄糖为原料，制得炭基固体酸催化剂活性虽不及浓硫酸，但明显高于常见的传统固体酸催化剂。此外，该类催化剂对设备无腐蚀性，对环境友好，在生物柴油领域表现出较大的应用潜力。