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综合高效,绿色和可重复使用性为一体的固体酸催化剂一直是研究人员关注的焦点。本研究分为两个部分,但都用磺化的方法来制备目标催化剂。第一部分,脂肪酸与甲醇的催化酯化,4-乙基苯酚与苯甲醇的烷基化以及2-甲基呋喃与环戊酮的烷基化对于生产生物燃料具有重要意义。但是,原位产生的水会降低催化剂的酸度并引起副反应,导致催化活性和选择性不令人满意。本文中,通过生物炭与4-氯苯磺酸的一锅法磺化,首次制备了一种新型的基于生物炭的疏水性苯磺酸。它具有100-400 m2/g的较大比表面积,H2O接触角大于110°的疏水性和超过1.0mmol/g的高浓度磺酸。在脂肪酸与甲醇的酯化反应中合成生物柴油时,它显示出比磺酸树脂Amberlyst-15(86.7%)和传统的磺化生物炭-SO3H(28.0%)更高的96.0%的转化率。4-乙基苯酚与苯甲醇/2-甲基呋喃与环戊酮的烷基化反应用于高密度双环/单环生物燃料的催化效率和目标产物收率分别是 69.4%和 70.5%,分别高于 amberlyst-15(74.3%,49.4%)和 Biochar-SO 3 H(14.7%,13.0%)。此外,该催化剂比生物炭-SO3H更稳定。疏水性生物炭基磺酸催化剂的制备不仅为生物炭的高价值利用开辟了一条新途径,而且在许多酸催化的转化反应中对于产物H2O引起有害作用也提供了一种新颖有效的催化剂。第二部分,酸催化果糖脱水成5-羟甲基糠醛(HMF)对于生物精制具有重要意义。然而,原位产生的H2O降低了酸催化剂的酸度并引发了 HMF再水合为乙酰丙酸,从而导致令人不满意的催化活性和选择性。在此,首次通过用4-氯苯磺酸直接磺化金属有机骨架(MOF)来制备具有强酸性和疏水性的官能化金属有机骨架。与被氯磺酸官能化的MOF(UIO-66-SO3H,MIL-101-SO3H)相比,通过在磺酸基团和MOF载体之间引入碳链基团,疏水性得到了显着改善。所得催化剂具有大于250m2/g的大比表面积,大于1.0mmol/g的高酸密度,以及具有高达129°的H2O接触角的强疏水性。与MOF-SO3H相比,疏水性MOF-PhSO3H由于具有更好的疏水性和亲油性,在5-羟甲基糠醛的合成中具有更高的活性和选择性。此外,该催化剂具有高的循环稳定性。最后,在DMSO溶剂系统中,在120℃下,果糖完全转化,HMF的收率为98.0%。