地沟油中含有大量的游离脂肪酸，直接酯交换法制备生物柴油效果不佳，本研究以回收的地沟油为原料、采用固体酸碱两步法制备生物柴油。第一步：以固体酸为催化剂对高酸价地沟油进行预酯化，降低酸价；第二步：以固体碱为催化剂催化酯交换反应制备生物柴油。试验合成出固体酸催化剂TPA/ZrO2、TPA/TiO2-SiO2、PDVB-SO3H和固体碱催化剂KF/CaO、K2CO3/Al2O3，并对它们进行表征，研究它们催化地沟油制备生物柴油的工艺条件，并对制备的生物柴油的性能进行了测试。具体内容如下：1.采用溶液沉淀的方法合成ZrO2、柠檬酸路线法制备TiO2-SiO2载体，然后以磷钨酸（TPA）为活性组分，制备TPA/ZrO2和TPA/TiO2-SiO2两种固体酸催化剂。通过比较可知，在相同的反应条件下，TPA/TiO2-SiO2具有较高的催化活性。通过单因素试验和正交试验，得到最佳工艺条件：TPA负载量为40%，载体焙烧温度为600℃，催化剂用量为5wt%，反应时间为5h，醇油质量比为0.8:1，在此条件下，FFAs的转化率可以达到98%。2.通过溶液聚合的方法合成聚二乙烯基苯（PDVB）有机骨架，以氯磺酸为磺化剂，制备磺酸化的聚二乙烯基苯，PDVB-SO3H。在催化剂的制备过程中，采用超临界二氧化碳萃取技术，除去PDVB有机骨架上残留的有机溶剂。该催化剂具有很强的疏水性、较大的比表面积和较高的热稳定性。通过单因素试验和Box-Behnken Design设计实验，对地沟油预酯化工艺条件进行了优化，试验的最佳反应条件为：反应时间为3h，醇油质量比为0.85:1，催化剂的加入量为3.2wt%，反应温度为65℃，在此条件的验证试验结果为98.7%。PDVB-SO3H可以重复使用三次。3.制备KF/CaO催化剂，对其进行表征。表征结果表明，KF/CaO经过高温焙烧之后，在KF/CaO表面形成活性中心KCaF3，KCaF3决定了KF/CaO的碱强度和催化活性。试验最终确定了KF/CaO的最佳制备条件，即KF负载量为20%，KF/CaO焙烧温度为600℃，焙烧时间为4h。考察KF/CaO对地沟油酯交换反应的影响。4.采用浸渍法制备K2CO3/Al2O3催化剂，对其进行表征。表征结果表明，K2CO3/Al2O3在高温焙烧之后，形成了KAlO2活性中心，Al2O3和K2CO3/Al2O3内部有许多大孔结构。试验以K2CO3/Al2O3为催化剂，考察反应条件对地沟油酯交换转化率的影响，通过正交试验和单因素试验得到最佳反应工艺条件：催化剂用量为5wt%，反应时间为6h，醇油质量比为1.2:1，催化剂的焙烧温度为600℃，焙烧时间为5h，K2CO3的负载量为30%，在此条件下，地沟油酯交换的转化率可以达到88%。与KF/CaO催化活性相比，KF/CaO的活性高于K2CO3/Al2O3。5.对地沟油为原料制备的生物柴油进行理化性质的测定，结果表明，此生物柴油不能直接替代石化柴油。对地沟油为原料制备的生物柴油与大豆生物柴油进行混合试验，结果表明，当地沟油生物柴油的百分含量小于10wt%时，其性能较好。