生物柴油,作为一种可再生的替代能源,在世界范围内有巨大的潜在市场。将生物油脂经过简单的甲醇酯交换反应即可得所谓的第一代生物柴油,具有来源广泛,不含硫、氮等杂原子的特点,是一种低环境效应的燃料,可直接供给柴油机使用。目前其流行生产工艺主要为硫酸催化预酯化和氢氧化钠催化酯交换再接着进行减压蒸馏分离的所谓两步法,该方法存在设备腐蚀与能耗高的弊端。本文根据生物油脂与甲醇进行酯交换反应的特点,利用反应物、主产物均为重组分的特点,发展了一种独特的催化蒸馏技术路线,设计并制备了一种在不锈钢丝网构成的拉西环构件上生长碳纳米管的整体式催化蒸馏构件,并对碳纳米管进行固体酸功能化,应用于该催化蒸馏过程,将反应、分离集成于一体完成,取得了具有重要意义的进展。完成的工作包括：1)选择了合适的不锈钢丝网作为生长碳纳米管催化剂的基底,试验了不同前处理条件对生长碳纳米管的影响,找到了合适的前处理条件,将处理好的丝网放置在生长炉中,用同时在沉积气体碳源中添加茂金属作为浮动催化剂的催化气相沉积法(FCCVD)在丝网上生长碳纳米管,探索了最佳反应条件,获得了不锈钢丝网基底上阵列整齐,长度均一,与基底结合紧密的碳纳米管材料。2)对上述表面生长有碳纳米管阵列的丝网构件进行整体硫化、氧化获得表面牢固固定有磺酸基团的整体固体酸材料,采用谱学定性与定量测量结合的方法详细表征了该固体酸材料的性质,证实该材料酸位密度高,机械加工性能好,结构稳定性较好。3)使用上述填料组成微型催化蒸馏反应塔,生物油脂原料从塔顶滴流加入反应塔,在向下流动的过程中与上升的甲醇蒸汽在构件表面发生催化酯交换反应,生成的高纯度产物脂肪酸甲酯直接流入反应塔釜中,令人惊讶的是副产物甘油在此过程中在反应塔中进一步转化为甲酯更高的产物并可从塔顶分离出来。上述过程具有很好的理论探索意义,也有良好的应用前景,值得进行深入研究与应用推广。