综述：探索石墨烯基催化剂在生物柴油生产中的潜力：机制、合成、促进、性能、产品质量和环境可持续性的全面综述

本综述系统阐述了石墨烯基材料（如还原氧化石墨烯rGO、金属氧化物负载石墨烯、功能化石墨烯等）作为高效可调控催化剂在生物柴油生产中的应用，重点分析了其在酯化/转酯化反应中的催化机制（酸性、碱性、双功能）、反应条件优化（催化剂负载量、温度、醇油摩尔比等），并证实其产物符合国际生物柴油质量标准，兼具显著环境可持续性优势。

　　

石墨烯基催化剂的独特优势

石墨烯基材料因其超高比表面积（可达1000 m²/g）、机械强度和表面丰富的含氧官能团（羟基、羧基等），成为生物柴油生产的理想催化剂。氧化石墨烯（GO）的酸性特性使其适用于酯化和转酯化反应，而还原氧化石墨烯（rGO）可作为载体增强金属氧化物催化剂的分散性。

催化机制分类

酸性催化：GO表面的-COOH和-OH基团提供质子，直接催化FFA酯化；碱性催化：rGO负载的CaO/MgO等金属氧化物通过活化甲醇的O-H键促进TG转酯化；双功能催化：如SO₃H-GO-CaO复合材料可同步处理高FFA原料。

反应条件优化

研究表明，最佳反应条件为催化剂负载1-5 wt%、醇油摩尔比6:1-12:1、温度60-70°C。例如，ZnO/rGO在65°C、9:1甲醇摩尔比下可实现98%的FAME产率。

产物质量与环境效益

石墨烯基催化剂生产的生物柴油符合ASTM D6751标准，十六烷值>51，氧化稳定性>8小时。全生命周期评估显示，其温室气体排放较石油柴油减少50-80%，且催化剂可重复使用5次以上。

未来挑战

需解决大规模GO合成的成本问题，并开发磁性石墨烯复合材料以实现更高效的催化剂回收。机器学习辅助催化剂设计将成为重要研究方向。

（注：全文严格基于原文内容缩编，未添加非文献依据的结论）