文献综述
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催化剂的现状及发展趋势
1.1固体酸催化剂
随着经济社会的快速发展，催化技术也逐渐成为被人们广泛关注的科学技术。据统计，大约90%以上的工业过程都需要使用催化剂，比如：化工、石化、生化、环保等。催化剂种类繁多，但液体酸由于其工艺简单、成本低廉、用途广泛以及便于规模化制备等诸多优点，因而得到了广泛的应用。然而液体酸也有其缺点，比如：分离困难、废液处理繁琐、反应器腐蚀及重复利用率低等问题[1]。正是由于这些缺点造成了化工资源浪费、环境污染和后续处理工艺复杂的问题[2]，为了减少生产成本、保护环境以及响应“绿色化学”的原则，固体酸催化剂就应运而生。 作为液体酸的替代品，固体酸可以将反应体系多相化，通过简单手段如：离心、过滤等将催化剂从反应体系中分离出来，实现催化剂的有效回收、减少对反应器的腐蚀。尤其重要的是，负载在固相载体上酸性基团的热稳定性得到了明显的改善，从而实现了固体酸的重复使用，并在有效降低生产成本、节约化工资源的同时还可以避免酸性废弃物对环境的污染。王宝宇等以Hbeta;分子筛为催化剂，对丙烯酸和正丁醇合成丙烯酸正丁酯进行了试验研究，丙烯酸的转化率可达57.99%，重复使用4次后，丙烯酸的转化率仍达48.62%，这表明 Hbeta;分子筛具有良好的重复使用性能[3]。因此,固体酸催化剂具有广阔的应用前景。
1.2碳基固体酸催化剂
固体酸催化剂主要有两类：第一类是直接制备的本身具有酸性的固体；第二类是将酸性基团负载在载体材料上得到的固体酸。后者由于其具有良好的稳定性、易分离回收、重复利用率高以及可负载的酸性物质多样化等特点[4,5，6]，已经成为目前固体酸的主要类型[7]。而作为一种新兴的固体酸材料，碳基固体酸催化剂因其其原料廉价，制备过程简单，有较高的催化活性、易后处理和再生、对环境污染小、酸密度高、耐热性好、结构稳定等优点而逐渐受到人们的关注[8]。该催化剂一般有两种合成方法：一是对磺酸化的多环芳香化合物进行不完全碳化，得到连有磺酸基的多聚芳烃；二是对蔗糖、葡萄糖、淀粉和纤维素等有机化合物进行不完全碳化后再磺酸化[9]。该催化剂主要应用在酯化、重排、水解和烷基化等反应中。贺莹使用油酸作催化剂催化无水甲醇，实验结果表明碳基固体酸催化剂具有较好的催化活性[2]。
碳基固体酸的碳源种类繁多，来源广泛，利用不同的碳源所制备的催化剂具有不同的结构和催化水解效率。碳源主要可以分为以下几类：（1）含苯环或稠环碳片层的物质；（2）高分子聚合物；（3）生物质三大类。随着研究的逐渐深入，丰富的可再生生物质被作为碳源（如木质素、纤维素、半纤维素、葡萄糖、淀粉、竹子、 棉花、稻草等）来制备生物质碳基固体酸催化剂[10]。张家骞等以葡萄糖和对甲苯磺酸为原料经过一步碳化法制得碳基固体酸催化剂，其具有原料来源广泛、制备工艺简单、催化活性好等优点[10]。邢宪军等用无水葡萄糖为碳化原料，以浓硫酸为磺化试剂来制备碳基固体酸催化剂，制得的碳基固体酸催化剂具有催化活性高、稳定性好、应用范围广以及价格低廉等优点[9]。因此，碳基固体酸催化剂受到了越来越多的关注，具有良好的应用前景。
1.3磁性固体酸催化剂
由于社会的发展科技的进步，人们的环保意识也逐渐增强。于是乎，“绿色化学”的发展理念便应运而生。磁性固体酸作为一种高效的新型多相催化剂，在提供酸催化能力的同时具有磁控分离的特性，符合“绿色化学”的发展理念，正在逐步取代液体酸催化剂，是当前固体酸催化剂研究的热点之一。
以磁性材料作为共同组分的磁性固体酸催化剂不仅拥有固体酸的特点也具有磁性材料的特点。可以通过外加磁场的方式将固体酸从反应体系中快速高效的分离出来，有效解决催化剂分离问题[7]。用作固体酸载体的磁性纳米颗粒主要有金属 ( Fe、Co、Ni) 、合金( FePt、FePt3、FeCo、NiFe) 、金属氧化物( FeO、Fe2O3、Fe3O4 )和铁酸盐( CoFe2O4、MnFe2O4 )等。目前，应用最广的固体酸载体为Fe3O4 颗粒，因为其具有独特的超顺磁性、低生物毒性、制备简单和成本低廉等优点[7]。
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