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酸催化反应是有机合成中的一类重要反应，在石油炼制和石油化工中酸催化剂占有重要地位。绝大部分酸催化均基于碳正离子机理，该反应也是增长碳链的主要手段之一，比较常见的如酯化反应等。碳材料是一类新型材料，和其他材料相比，碳材料具有较高的比表面积和发达的孔结构。近年来，随着碳材料应用的不断加深，其在催化领域的作用受到广泛关注。乳酸是工业生产中重要有机酸之一。目前，乳酸生产方法主要有合成法和发酵法。发酵液中乳酸的提取又分为结晶分离法、萃取法、分子蒸馏技术、膜分离技术、酯化水解法等，与其他方法相比，直接酯化水解法是一种更加高效的提取方法。 论文首先以淀粉为前驱体通过改变催化剂制备条件合成了一系列键连磺酸基团的羰基固体酸催化剂。扫描电镜(SEM)结果发现，以不同温度碳化的催化剂具有不同形貌，在碳化温度为550℃条件下获得的催化剂表面较为疏松。通过对比BET比表面积测试法(BET)表征分析，该催化剂具有较高比表面积，且孔体积较大。所合成的催化剂具有无定形结构，石墨化程度较低。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)表征对催化剂性质进一步分析发现，该系列催化剂样品含有较高的芳香结构和磺酸基团。论文以丁二酸和甲醇的酯化反应作为探针反应，考察了碳化温度、碳化时间对催化剂性能的影响，并优化了磺化过程的反应条件。当碳化温度550℃，碳化时间6h，磺化温度80℃，磺化时间4h时获得的羰基固体酸催化剂活性最高，丁二酸转化率达到87％。 论文通过在溶胀阶段加入正硅酸乙酯(TEOS)与淀粉共水解的方法制备碳硅材料固体酸催化剂，考察加入的TEOS的量对催化剂性能的影响。结果发现，加入TEOS后，催化剂微观形貌变得更加疏松，形成了大量堆积孔道，比表面积有所上升。X射线衍射(XRD)结果发现，石墨化程度有微弱上升。硅和碳元素之间以共价键的形式互相作用，从而形成了催化剂基本的碳硅结构骨架。同时，TEOS的加入显著提高了催化剂热稳定性。以醋酸和正丁醇的酯化反应对比了加入不同TEOS的量对催化剂性能的影响，选取最合适的催化剂用于合成醋酸丁酯，并对合成条件进行了优化，实验结果表明，当催化剂用量5 wt％，醇酸摩尔比3∶1，反应温度90℃，反应时间1h，乙酸转化率达到71.5％。 论文进一步对碳前驱体的选择进行了优化，引入了芳香结构更为丰富的木质素制备一系列催化剂并对其进行了表征。通过对催化剂的酸量进行滴定后发现，以6份淀粉和4份木质素为前驱体制得的催化剂(6S/4L/Si)的酸量最高，达到1.28 mmol/g。BET结果显示，催化剂比表面积有所上升但变化不大。将所制备催化剂用于催化低浓度乳酸的直接酯化。6S/4L/Si展现出了良好的催化活性，该催化剂相对于单一组成的前驱体合成的催化剂对乳酸乙酯收率的促进作用较为明显。选取6S/4L/Si催化剂对低浓度乳酸的直接酯化进行了条件优化，当催化剂用量为5 wt％（于总体系质量），反应温度100℃，反应时间3h，醇酸摩尔比5∶1时，乳酸乙酯的收率达到61.5％。