生物柴油是由油脂与醇进行酯交换反应得到的绿色环保新能源。固体酸催化剂可同时催化酯化和酯交换反应制备生物柴油,具有对原料要求低、催化剂易分离、对环境友好等优点,日益得到人们的广泛重视。本课题首次提出将MoO₃固体酸催化剂应用于催化合成生物柴油,在不锈钢反应器中,分别考察了催化剂在大豆油-甲醇酯交换反应体系和油酸-甲醇酯化反应体系中活性情况;同时,以WO₃参杂改性MoO₃为催化剂,考察了其在蓖麻油-甲醇酯交换反应体系的活性情况,主要结论如下:1.MoO₃催化大豆油-甲醇酯交换反应合成生物柴油,在固体催化剂投入量2wt.%,醇油摩尔比9:1,反应温度150℃,反应时间5h,生物柴油催化得率在85%以上。MoO₃催化剂对高酸值油脂原料表现稳定,对酸值高达150mgKOH原料油,150℃反应5h,甲酯得率可达90%以上。催化剂重复使用十次,活性下降不到12%。XRD、SEM等分析表明,MoO₃催化剂活性下降可能由油脂包覆催化剂表面,或者催化剂表面形成积炭,覆盖了催化剂部分活性位点所致,经过简单焙烧处理,催化剂可恢复活性。2.MoO₃催化油酸-甲醇酯交换反应,在醇油比9:1,催化剂用量为油重的1wt.%,反应温度为150℃条件下,3h后转化率超过95%。XPS分析表明MoO₃中部分Mo⁶⁺反应过程中会被还原为Mo⁴⁺,从而导致催化剂流失,极性及还原性物质的存在是MoO₃催化剂被还原流失的必要原因。选择Bi₂O₃参杂改性MoO₃,XRD、XPS分析表明,参杂的金属氧化物会与MoO₃形成复合物,可以明显抑制MoO₃催化剂的流失。3.WO₃参杂改性MoO₃催化剂用于蓖麻油-甲醇酯交换反应合成生物柴油,在固体催化剂投入量2wt.%,醇油质量比1.5:1,反应温度150℃,反应时间5h,生物柴油得率可达85%以上。改性催化剂对高水分含量及高酸值原料油制备生物柴油表现稳定,原料油水分含量在10wt.%时甲酯得率仍在78%以上;原料油酸值在80mgKOH左右,生物柴油得率接近87%,酸值在2mgKOH以下。重复使用后催化剂经简单焙烧处理可恢复活性。高催化活性、稳定、易分离、环境友好的MoO₃催化剂可应用于以含高游离脂肪酸、高水分的廉价油脂原料制备生物柴油的生产,具有广阔的工业化应用前景。