生物质炭基固体酸作为一种新型固体酸，它是以炭材料为载体，通过磺化反应在其表面上固载磺酸基团，使其不仅具有酸性基团密度高、结构稳定、重复利用率高、环境友好等特点，而且原料选材广泛、制备工艺简单、成本低廉，是近年来研究的热点。麻疯树因其果实含油量高，而被认为是目前最具开发潜力，也是被研究最多的生物柴油原料树种。麻疯树籽壳具有纤维状、层片状、维管束状等独特遗态特性，热解炭化可较大程度上保留生物质的遗态结构，从而成为生物质炭基固体酸的天然优质有机载体。作为麻疯树油生产过程中的废弃物，约占整个种子干重的30％～40％，对其进行资源化功能利用将有助于麻疯树生物能源产业链的有效延伸。本研究以合成生物柴油产生的废弃物麻疯树籽壳为原料，利用其炭化后天然的遗态结构，赋予麻疯树籽壳遗态炭基材料高效、稳定的酸性活性位点，制备新型麻疯树籽壳遗态固体酸，通过对麻疯树籽壳遗态固体酸制备条件影响规律、结构表征、反应条件影响规律、重复使用与再生性能等方面分析，系统地考察了麻疯树籽壳遗态固体酸催化合成生物柴油的性能，深入地阐释了麻疯树籽壳遗态固体酸的活性酸位产生机理，为科学合理地制备适用于生物柴油合成的遗态固体酸提供了理论依据，同时加快了麻疯树的高效资源化利用进程。本文的主要研究内容和结论归纳如下:
　　(1)以热解炭化形成的麻疯树籽壳遗态材料作为生物质炭基固体酸载体，以浓硫酸为磺化剂，制备新型麻疯树籽壳遗态固体酸，其具有典型Br(o)nsted强酸位来源于麻疯树籽壳遗态结构磺化亲电取代接枝的-SO3H。采用单因素试验，探究炭化温度、炭化时间、磺化温度及磺化时间等制备条件对其催化酯化性能的影响规律。研究表明炭化温度是影响遗态固体酸结构和性能的重要因素，炭化时间的长短会影响炭骨架的形成，磺化温度会影响磺酸基团引入芳香烃碳环的位置，磺化时间会影响磺酸基团的稳定性。麻疯树籽壳遗态固体酸较优制备条件为450℃下炭化2h，再经100℃磺化2h，其平均表面酸密度为3.13mmol·g-1;当遗态固体酸添加量为10％，醇酸摩尔比为12∶1，65℃反应2h的反应条件下得到油酸酯化合成生物柴油的最高产率为92.8％。
　　(2)为增加麻疯树籽壳遗态固体酸表面活性位点，进而获得更高的催化活性，采用ZnCl2/FeCl3金属盐溶液作为活化剂，制备麻疯树籽壳多孔遗态固体酸。ZnCl2具有强烈的脱水作用和配位能力，FeCl3则可以大幅降低活化温度，并活化麻疯树籽壳遗态结构形成大量微-TL币D介孔，二者通过协同作用，有效地增大麻疯树籽壳遗态炭基材料的比表面积，而且大幅降低热解炭化反应温度。金属盐溶液与麻疯树籽壳的浸渍比为1.5∶1，其中FeCl3/ZnCl2质量比为1∶1，400℃炭化2h，再经100℃磺化2h，其平均表面酸密度提高到4.87mmol·g-1;当多孔遗态固体酸添加量为8％，醇酸摩尔比为10∶1，65℃反应1.5h的反应条件下得到油酸酯化合成生物柴油的最高产率为98.8％。
　　(3)为增强麻疯树籽壳遗态固体酸的水热稳定性，提高其重复使用性能，采用原位合成法，在疯树籽壳遗态炭基材料的孔内合成SiO2气凝胶，经氯磺酸(体积质量比为ClSO3H∶PJSC=10∶1)磺化处理后，采用三甲基氯硅烷(TMCS和环己烷体积的10％)进行疏水改性，制备麻疯树籽壳疏水性遗态固体酸，其连续使用4次后油酸酯化产率仍可达到90.5％。SiO2气凝胶具有多种酸性位点，硅基表面的-OH与氯磺酸反应引入磺酸基，从而在提升麻疯树籽壳遗态固体酸水热稳定性的同时，提高其平均表面酸密度。当疏水性遗态固体酸用量为8％，醇油摩尔比比10∶1，反应温度为65℃，反应时间为1.5h，麻疯树油酯化产率可以达到98.4％，并且重复使用4次后，酯化率依然能达91.2％以上。
　　(4)为提高麻疯树籽壳遗态固体酸的表面酸密度，拓展其应用范围，采用原位生长法，将不同银含量的改性磷钨酸负载于麻疯树籽壳遗态结构，制备麻疯树籽壳Br(o)nsted-Lewis双酸位遗态固体酸。银改性磷钨酸过程中，Ag1PW中的Keggin结构被完整的保留，磷钨酸提供的Br(o)nsted酸位与金属银离子提供的Lewis酸位问的协同效应进一步提高催化反应活性。当的Ag1PW质量浓度为150g/L，焙烧温度为380℃，保温时间为1.5h时，制备的麻疯树籽壳双酸位遗态固体酸具有最佳催化性能。当双酸位遗态固体酸用量为麻疯树汕质量的6％，醇油摩尔比为18∶1，反应温度150℃，反应时间为4h条件下，催化麻疯树油制备生物柴油产率最高为92.4％，并且经过5次循环使用后，仍能使生物柴油产率高于80.5％。