催化是大多数商业过程的支柱，它利用化学反应将试剂转化为增值化学品。最近，新兴的生物燃料行业考虑到了通过均相催化剂的酯交换反应从动物脂肪和食用植物油中合成生物柴油。

特别是由于食品与燃料的对抗，分别与原料以及催化系统混合的经济和环境挑战。因此，本文的工作关注新型对甲苯磺酰胺催化剂的制备及其与非食品蓖麻油生物柴油合成的相关性。

风能，太阳能和生物质能是石油基燃料方向的潜在替代品，并且是可再生能源的极好商业来源。生物燃料作为绿色燃料的坚持在上一个十年加速了推进，以期减少我们对石油基燃料的痴迷。

生物燃料是源自生物质的化合物，可以直接替代或用作传统运输燃料的混合物。生物柴油是一类生物燃料，可以从各种原料中制备，分为三大类植物油，动物脂肪和废煎炸油。第四组发展关注是提供高产油的藻油。

然而，由于高属性费用，藻油作为替代品的使用仍然非常有限。目前，食用油被用于全球95%以上的生物柴油制剂。利用食用油制备生物柴油的主要意义在于，它们很容易从大型农业配方企业获得。

尽管如此，这不是一个有利的方向，因为食物链上的重大冲击引发了所谓的食物与燃料冲突。迄今为止，相当多的非食用油也被检查为生物柴油制备的原料，以及麻疯树，卡洛叶藻，烟草，橡胶，马华，卡兰贾，蓖麻和油雪草的种子油。

在所有油料作物中，蓖麻油具有可观的产油能力。它在其种子中提供了更高的种子和油成分产量。蓖麻油酸的主要成分是蓖麻油粘度和密度较高的原因。它有可能溶解在酒精中，这有利于酯交换反应。

在本研究中，选择蓖麻油作为生物柴油制备原料的主要意义是其在印度的产量较高，经济成本较低和相关燃料特性。生物柴油作为传统燃料的绿色选择的兴趣包括其发动机亲和力和更高的发动机磨损，高运输性，易于获得，环保。

更好的燃烧性能，更好的能源产生，低硫和芳烃成分，领先的十六烷指数和更大的生物降解性。生物柴油的燃烧使未用烃总量减少了90%以上，75-90%的循环芳烃排放减弱了与石油基燃料利用相关的循环芳烃排放。

相对于化石燃料，生物柴油在颗粒物方面也显示出显著的收缩。生物柴油是通过使用均相碱和酸性催化剂制备的 。然而，使用非均相催化剂的生物柴油制备为其经济生产提供了一种潜在的替代方式。

与液体酸相比，固体酸具有多个固有优势，例如易于分离、后处理简单、废物排放少和热稳定性更高。已经开发出许多固体酸来补偿传统的液体酸催化剂。然而，大多数固态酸催化剂比液态酸催化剂更不稳定、活性更低且更昂贵。

固体酸催化剂具有经济和工艺优势，特别是对于具有高含量的低成本原料，可实现生物油的单步酯化和酯交换。包括杂多酸，磺化金属氧化物，碳和沸石在内的多种固体酸已被用于生物柴油制备。

然而，仍然寻求具有定制溶剂热稳定性和可回收性的新型材料。介孔固体酸催化剂在多相催化中具有吸引力，因为它们具有可调孔结构、高表面积、相关的改进质量传递以及产生高度分散和活性位点的潜力。

生物柴油与石油基柴油相关的几个好处是它对环境友好且使用更安全，因为它是由可持续资源制备的，并且含有少量的硫。尽管如此，冷流资产，排放和更高的生产费用是必须击败的主要面貌。

基于上述考虑，分别对甲苯和硅胶进行化学和物理改性，制备了一种新型二氧化硅熔融对甲苯磺酸的多均相酸催化剂。研究了合成的对甲苯磺酰胺通过非食品蓖麻油的酯交换反应进行一步生物柴油生产。

甲醇，硅胶，甲苯，硫酸钠，硫酸，二氯甲烷和正己烷由古吉拉特邦苏拉特的科学公司提供。蓖麻油是从印度古吉拉特邦苏拉特的当地石油贸易商购买的。在期望的反应时间长度之后，将反应混合物小心地移动到分配漏斗中，用于分配产物和副产物。

在迪恩史塔克收集器中收集的水量是定期测量的。在完成5小时的磺化时，测量12.1毫升的水，并将磺化延长到不再产生水为止。磺化完成后，加热中断，反应物质默认在环境温度下冷却。从研究中观察到，所有物理化学性质都在材料试验协会标准规定的范围内。

对甲苯磺酸 的结晶是通过加入 30 毫升 蒸馏水进行的。对甲苯磺酸已从反应物质中分离出来，并再次用10毫升水洗涤。对甲苯磺酸已通过溶解在含有活性炭的少量热水中来净化。最后，对甲苯磺酸已从水性浆液中回收并用冰冷却。

对这种晚餐冷却溶液的气态处理导致对甲苯磺酸的白色晶体沉淀。然后，将等摩尔量的硅胶混合到这些白色晶体中，并在室温下机械搅拌1小时，以通过诱导相互氢键来支持对甲苯磺酰胺。

最终，制备出53.25 g的对甲苯磺酰胺新鲜干燥的浅灰色细粉。蓖麻油的酯交换反应在250 毫升平底烧瓶中进行，该烧瓶与回流冷凝器、磁力搅拌器和加热板系统配合使用。按化学计量法计算所需的蓖麻油、 对甲苯磺酰胺 和甲醇。

分离漏斗再次不间断，直到生物柴油和甘油层完全分离，如图S1所示。首先分离在底部收集的甘油。将热蒸馏水和无水硫酸钠用于生物柴油层的精制。为了研究反应参数对酯交换产物收率的重要性。

在回流温度下，通过改变催化剂浓度、摩尔比和反应时间进行反应。已经报道甘油三酯的酯交换反应正在由酸性或碱性催化剂催化。它涉及三个连续的可逆反应。

通常，油的酯交换反应需要合适的催化剂，以获得所需的生产率。催化剂的构成仍然至关重要，因为它规定了原材料必须包含的配置限制。此外，反应参数和后隔离步骤由所用催化剂的属性预先规划。

通常，大多数油使用碱催化酯交换法转化为生物柴油。但是有几种不常见的情况，其中不能进行直接酯交换反应。这种情况出现在生植物油中，如橄榄油、麻疯树油、蓖麻油和棉籽油等。

这种生植物油在其油组合物中具有高游离脂肪酸含量，因为它在碱催化酯交换反应上形成肥皂。因此，开发一种高效的非均相酸催化剂来克服这些问题是需要时间的。因此，不需要从甘油三酯中分离游离脂肪酸。

本研究采用非食品蓖麻油在对甲苯磺酰胺上作为固体酸催化剂的酯交换法合成生物柴油。为了优化工艺参数，在回流温度下，通过改变催化剂浓度、摩尔比和反应时间来检测生物柴油反应。所有实验都在内脏压力下进行，直到达到最大转换。

因此，它不断提高酯交换反应的极性，在增加上摩尔比。在此之前，酯交换反应的反应机理显然广受赞誉，首先油必须与催化剂反应。为了研究对甲苯磺酰胺含量对生物柴油产量的影响，所有实验均通过改变对甲苯磺酰胺浓度进行。

对甲苯磺酰胺含量高于5%并不代表生物柴油产率有任何明显改善，而是由于反应极性在%催化剂增加时，使用6%催化剂时生物柴油的产率略有下降。因此，从反应结果中观察到，随着催化剂量的增加，生物柴油收率也随之增加。

人们还认为，使用6%催化剂时，生物柴油的产率略有降低，这可能与对甲苯磺酰胺和甲醇的极性表观有关。因此，随着对甲苯磺酰胺浓度的增加，它不断提高酯交换反应的极性。在酯交换反应机理的预先明确赞誉下，首先油必须与催化剂反应。

但是，随着催化剂浓度的增加，反应物质开始增加其极性。因此，与油方面相反，对甲苯磺酰胺不断置换到醇相。因此，对甲苯磺酰胺在甲醇相方向的连接比对甲苯磺酰胺在油相方向的连接变得绝对有能量。

在目前的研究中，新鲜制备了一种有前途的四次可重复使用的对甲苯磺酰胺，用于生物柴油生产的蓖麻油酯交换反应。它已经表现在反应结果中;生物柴油合成作为蓖麻油酯交换反应手段的更好相关反应参数是;5%对甲苯磺酰胺，65°C反应温度。

卡瓦吉《白共晶脂肪酸相变材料性质预测》

斯维特《由蓖麻油提取柴油的研究》