针对目前浓硫酸催化合成油酸乙酯的反应中存在的环境问题,开展了固体超强酸催化剂的制备与应用研究。固体超强酸催化剂与传统的浓硫酸催化剂比较,具有催化效果好,综合运行成本低,且不腐蚀设备、无含酸废水排放等优点,以固体酸作催化剂的有机合成工艺具有绿色化学和清洁生产的特征,使得该类项目研究具有学术价值和广阔的应用前景。本文以TiO2为载体负载SO42-,制备出固体超强酸催化剂SO42-/TiO2,并对其进行了一系列的改性,将改性后的催化剂用于酯化反应工艺取得了较为理想的催化效果。首先通过试验,确定了SO42-/TiO2催化剂制备的技术路线,对影响其催化性能的工艺条件进行了优化,并探讨了规律性。以丙酸正丁酯为探针实验,考察了固体超强酸制备条件对催化活性的影响。得到的最佳制备条件是:陈化pH=8、陈化时间24h、硫酸溶液浓度为1.25mol/L、浸渍时间16h、灼烧温度500℃。然后,对SO42-/TiO2固体超强酸进行了改性,确定了改性效果最佳的固体超强酸是SO42-/TiO2/La3+,并对它的制备工艺进行了优化,得到的优化条件是:陈化pH=8、陈化时间24h、硫酸溶液浓度为1.25mol/L、硝酸镧浓度为5%、浸渍时间16h、灼烧温度500℃。再利用TPD、IR、XRD等分析手段对固体超强酸催化剂进行结构表征,确定催化剂的结构形态与催化剂性质之间的关系。TPD酸性测试显示SO42-/TiO2/La3+的酸性比SO42-/TiO2强;红外分析验证了SO42-/TiO2中SO42-的结合属于螯合配位结构;经XRD分析确定锐钛型的载体形成的固体超强酸催化性能好。最后,将制备的SO42-/TiO2/La3+固体超强酸用于油酸乙酯的合成反应中,对其合成工艺进行了优化,并对固体超强酸SO42-/TiO2/La3+的寿命进行了考察。得到最佳的合成工艺是:酸醇摩尔比为1:4、反应时间6h、催化剂用量为油酸质量的4%。在优化工艺下得到的油酸乙酯的酯化率为80.5%,并且固体超强酸重复使用10次后其酯化率下降不超过10%。对产物进行红外分析后,从红外谱图可确认得到的产物是油酸乙酯。