芒果叶衍生碳材料催化麻风树油生物柴油合成：绿色催化与可持续能源解决方案

　　本研究开发了一种新型非均相催化剂（MLCM-18-S），通过芒果叶水热碳化及磺化制备，用于麻风树油（JCO）的微波辅助生物柴油合成。该催化剂在优化条件下（甲醇油比21:1，90°C，7.5 wt.%催化剂，56分钟）实现95.1%产率，具备高稳定性（可重复使用5次）和低生产成本（0.203美元/升），为可持续生物燃料生产提供了绿色高效的催化解决方案。

　　

¹Highlight²

³Effect of sulphonation parameters⁴

磺化参数（sulphonation parameters）的优化是催化剂功能化的关键。生物质与硫酸的比例（1:10 w/v）和磺化温度（180°C）经过精细调控，以实现最高磺化度和酸性基团密度。较低比例导致磺化不足，而较高比例引发过度碳化（excessive carbonization）和孔结构坍塌。180°C被确定为最佳温度，平衡了–SO₃H基团引入与碳骨架（carbon framework）稳定性。超过180°C会导致磺酸基显著流失（>20%），而较低温度则功能化不完全。

⁵Conclusion⁶

本研究展示了一种高效、可扩展且环境友好的策略，利用芒果叶衍生的磺化碳质催化剂（MLCM-18-S）生产生物柴油（biodiesel）。该催化剂通过简单两步法（水热碳化（hydrothermal carbonization）和硫酸磺化）合成，无需昂贵化学活化剂（chemical activators），实现了环境兼容的合成路径（environmentally compatible synthesis route）。元素和形态分析（morphological analyses）证实了成功磺化（sulfonation）和分层多孔结构（hierarchical porous structure）的形成。在微波辅助（microwave-assisted）转酯化（transesterification）中，催化剂在温和条件（90°C, 56分钟）下实现95.1%生物柴油产率（biodiesel yield），并表现出卓越稳定性（excellent stability）（5次循环重用）。生命周期成本分析（LCCA）显示生产成本低至0.203美元/升，突显其经济可行性（economic viability）。该工作为生物质废弃物增值（biowaste valorization）和绿色燃料生产（green fuel production）提供了有前景的途径。