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生物柴油的主要化學(xué)成分為長鏈脂肪酸單酯，具有潤滑性能好、燃燒充分、儲(chǔ)運(yùn)安全、抗爆性好、環(huán)境友好等特點(diǎn)，可以作為石化柴油代用品或與石化柴油混合使用。在過去的10年里，全球生物柴油市場呈現(xiàn)出極速穩(wěn)定的增長。原料成本占生物柴油生產(chǎn)成本的60～80%，廉價(jià)油脂原料的尋找和開發(fā)成為必然趨勢(shì)。生物柴油的高需求和大量生產(chǎn)，必然引發(fā)可再生原料的全球投資熱潮，如非食用原料如動(dòng)物油脂、小桐子油、亞麻油、油藻等。然而廉價(jià)的油脂多為低品質(zhì)油脂，雜質(zhì)較多。對(duì)此，合適的催化材料是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的關(guān)鍵，綠色催化劑的應(yīng)用將有助于提高反應(yīng)原料的利用率，減少廢物，降低生產(chǎn)成本。研制活性高、選擇性好、易于分離、制備工藝簡單、成本低、毒害小且能夠回收使用的綠色催化材料，成為催化領(lǐng)域努力地方向。

我園生物能源組與Universiti Kebangsaan Malaysia聯(lián)合培養(yǎng)的博士生潘慧琳在郭峰博士和導(dǎo)師方真研究員的指導(dǎo)下，以造紙廠“黑水”提取的木質(zhì)素為原料合成了碳質(zhì)固體酸催化劑，并用于生產(chǎn)生物柴油。木質(zhì)素由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳-碳鍵聯(lián)接而成，是具有三維結(jié)構(gòu)的芳香族高分子化合物。苯基丙烷的結(jié)構(gòu)與糖基固體酸的層狀芳環(huán)炭結(jié)構(gòu)類似，因此木質(zhì)素具有作為固體酸載體合成原料的潛力。表征發(fā)現(xiàn)S元素在生物基炭質(zhì)催化劑上以-SO3H形式存在，且-SO3H與芳環(huán)無定形炭以C-O-S鍵連接。催化劑比表面積為54.8㎡/g，S含量為5.6%，磺酸基團(tuán)密度為2.1mmol/g。所制備催化劑用于催化油酸與甲醇的酯化反應(yīng)，在80℃反應(yīng)5 h，酯化率可達(dá)97%；用于催化小桐子油(酸值，12.7mg KOH/g)與甲醇的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，在120℃反應(yīng)5h，生物柴油率可達(dá)96%。近日，文章以Direct production of biodiesel from high-acid value Jatropha oil with solid acid catalyst derived from lignin為題在國際期刊《Biotechnology for Biofuels》發(fā)表。

同時(shí)，方真研究員還組織世界各地的生物柴油的專家，編輯了一本生物柴油生產(chǎn)，性能和應(yīng)用的專著{J. M. Marchetti, Zhen Fang (Editors),Biodiesel: Blends, Properties and Applications (Hardback). New York: Nova Science Publishers, Inc., ISBN 13: 9781613246603 ISBN 10: 1613246609, Sep. 2011.}, 已由紐約NOVA Publishers出版：https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=21023。