当今环境和能源问题日益突出,生物柴油作为一种绿色能源逐渐备受重视。它是一种脂肪酸酯类化合物,由动植物油与短链醇发生酯交换、酯化反应制备而来。生物柴油催化剂的研发是当今研究的一个热点问题,对于实现高效生物柴油生产具有非常重要的理论意义。固体酸催化剂具有催化效率高及易分离等优点,逐渐被应用于生物柴油生产。为方便后期分离,实现绿色生产生物柴油为目的,本文以开发的离子液体为基础,通过不同的化学合成与接枝方法,制备不同的固体酸催化剂。1、通过引入SO3-和CF3SO3-等两种阴离子,对比不同磺酸型离子液体催化剂,在催化油酸制备生物柴油上,效果存在差异,且催化能力相对大小为 H2SO4>[Bsmim]CF3SO3>[Psmim]HSO4≈[Bsmim]HSO4>[Bmim]HSO4>[Mim]HSO4。催化油酸制备生物柴油的结果表明,使用三氟甲磺酸合成的离子液体[Bsmim]CF3SO3比用硫酸磺化的离子液体,有较强的催化活性,在温度T=60℃、催化剂用量为油酸摩尔分数的10%、醇油比6:1条件下,反应3 h,生物柴油的转化率为96.70%。2、以1-乙烯基咪唑、1,4-丁烷磺酸内酯为基础,合成了一种带双键的新型酸性离子液体1-磺酸丁基-4-乙烯基咪唑三氟甲磺酸盐[SO3H(CH2)4VIm][CF3SO3],并用于催化油酸合成生物柴油。考察反应工艺条件对催化过程的影响。结果表明,在温度T=60℃,催化剂用量为油酸摩尔分数的5%,醇油比为6:1条件下,反应5 h,生物柴油的转化率达到96.07%。将离子液体回收后,重复利用4次,转化率仍在95%左右。3、以二乙烯基苯(DVB)为单体,采用沉淀聚合法来合成多孔聚二乙烯基苯微球(PDVB),利用PDVB微球上悬挂双键与带双键的离子液体单体进行接枝共聚反应,制备成固体酸催化剂,并将该催化剂用于催化油酸甲酯化生产生物柴油。结果表明,在温度T=90℃,催化剂用量为油酸摩尔分数的4%,醇油比为20:1条件下,反应5 h,生物柴油的转化率达到93.02%。该固体酸催化剂经回收,重复利用4次,仍有稳定的催化性能。4、以磁性二氧化硅介孔微球为基体,经化学共聚,将双键离子液体接枝到磁性微球上,合成磁性催化剂。使用油酸为模型原料,将磁性固体酸应用于油酸和甲醇的酯化反应,生产生物柴油,考察反应过程中温度、催化剂量、醇油比及时间等工艺条件对油酸转化率的影响。结果表明,在温度T=70℃,催化剂用量为油酸摩尔分数的8%,醇油比为8:1条件下,反应6 h,生物柴油的转化率达到88.43%。该磁性催化剂经回收,重复利用4次,仍有稳定的催化性能。