近年来随着化学工业的发展,环境和能源问题引起人们的极大关注。在资源节约利用及可持续发展的背景下,燃料的生产要求采用更清洁、更环保的炼油工艺和催化剂技术。柴油作为一种重要的燃料以其良好的燃烧效率,广泛的应用于交通运输、农业机械等领域。随着我国国民经济的发展,特别是交通运输业与汽车工业的发展,柴油的需求量必将随之增大,柴油可替代品的研制已不容忽视。为此,本实验制备了一系列固体酸催化剂,进而探索性的研究了该类催化剂在常温常压下,空气气氛中催化低碳烷烃的偶联反应。对于该类固体酸催化剂的进一步开发应用具有一定的参考价值。本实验主要产品为C₁₁-C₂₈的直链烷烃,此外还含有少量支链烷烃、环烷烃和含氧化合物,产物类似于柴油馏分,这对于暂时缓解汽油相对过剩柴油不足的情况具有一定的参考意义;另外,这一方法不仅操作工艺简单而且产物无含硫和含氮化合物的排放,符合绿色化学的要求。本文的第一部分对柴油的现状及研究进展、柴油的鉴定范围及性能指标、合成柴油的应用前景、以及固体超强酸的研究概况进行了文献综述。结合我国国情简单的分析了柴油的供需状况,并介绍了柴油的组成衡量柴油性能的重要指标。另外,对于固体超强酸催化剂的研究现状也做了详细的阐述,包括它的分类、酸中心模型、制备方法、酸强度表征、应用及目前存在的问题。基于对绿色化学的认识以及文献中相关研究现状,本文的第二部分设计了实验方法、模拟制作了浆态床反应器,并对催化剂的制备方法、表征方法以及反应产物的分析方法做了详细的介绍。第三部分则分别对不同催化剂催化低碳烷烃偶联反应进行了研究,其中有不同种类的固体超强酸催化剂、不同金属改性的铁系固体超强酸催化剂、不同方法制备的铁系固体超强酸催化剂。考察了催化剂种类、催化剂制备方法、改性剂等影响因素。为了便于对反应的控制,采用紫外分光光度计对反应进行跟踪；并采用扫描电子显微镜、红外光谱、X-射线衍射、X-射线光电子能谱对催化剂进行了表征,初步了解了催化剂性质及反应过程中价态的变化,丰富了实验数据,也论证了反应结果；采用气相色谱-质谱联用仪对最终产物的组成及结构做了分析,从数据结果发现,复合型固体超强酸催化剂较单一型固体超强酸催化剂催化效果好,改性铁系固体超强酸催化剂SO₄^2-/Fe₂O₃-MoO₃的催化效果较SO₄^2-/Fe₂O₃-Sb₂O₃和SO₄^2-/Fe₂O₃-ZnO₂的效果好,经超声波处理的SO₄^2-/Fe₂O₃-MoO₃（US）催化剂比未处理的SO₄^2-/Fe₂O₃-MoO₃的催化效果好。在常温常压、空气气氛中,固体超强酸催化剂催化低碳烷烃偶联均得到主产物为C₁₁-C₂₈类似于柴油馏分的直链烷烃化合物。此种研究方法及主要产物经查阅文献报道较少。该方法在室温条件下就能进行,反应条件温和,避免了其它由低碳链烷烃偶联为长碳链烷烃时需要的高温高压,操作更安全、工艺更简单,反应所需时间短,能耗低且清洁无污染。另外,该研究方法制备的类柴油馏分无硫无氮,不失为一种绿色环保型液体燃料。