随着我国经济的快速发展，能源问题越来越成为制约我国经济发展的瓶颈。随着石油资源的日益枯竭和环境保护的迫切需要，世界上许多国家都加快了柴油替代燃料的开发步伐。生物柴油是以动植物油脂为原料加工的可替代普通柴油使用的环保燃油，以其资源的可再生性使之在石油能源替代战略中占据十分重要的地位。生物柴油的生产技术和使用在少数国家相继开发成功，目前国内外生产生物柴油最常用的方法是利用液体酸碱催化将油脂转化为生物柴油，生产成本较高，不利于生物柴油的推广使用。为了避免传统均相液体酸碱催化酯交换反应中产生的大量废酸（碱）水环境污染问题，研究用于生物柴油酯交换反应的非均相固体催化剂的制备工艺及催化条件对生物柴油的生产和应用推广都有重要的意义。论文主要研究内容如下：1采用浸渍法制备了生物柴油酯交换复合固体催化剂K-Al和K-Mg-Al。固体催化剂K-Al具有很好的催化活性，但对原料的要求比较高，当其中水分含量大于0．6％时，催化剂的催化活性急剧下降。在此基础上，首次提出了一类制备生物柴油的新型固体催化剂-固体酸碱双功能催化剂，研制的K-Mg-Al固体酸碱双功能催化剂对油脂原料中一定含量的游离脂肪酸和水具有较高适应性，并能同时将油脂原料中的游离脂肪酸和油脂同步转化为脂肪酸甲酯。2固体酸碱双功能催化剂K-Mg-Al最佳制备工艺条件：主体K₂CO₃、助体MgO和载体γ-Al₂O₃摩尔比：3：2：1，煅烧温度：650℃，煅烧时间：6 h，催化剂的粒度为100目。3固体催化剂K-Mg-Al的催化机制研究表明，固体催化剂K-Mg-Al具有酸碱两性，并能有效匹配，同时催化剂表面具有一定的规则排列结构，因而表现出酸碱双功能催化高活性。4通过菜籽毛油甲酯化催化剂的选择研究表明，本实验自制的K-Mg-Al固体酸碱双功能催化剂具有高效催化活性。本实验考察了反应时间、反应温度、醇油摩尔比和催化剂加入量等因素对菜籽毛油酯交换反应的影响，并且采用响应面分析法中的中心组合设计法来对实验进行设计并对实验结果进行分析和优化，确定了反应的最佳操作条件以及影响反应的主次因素。研究结果表明，影响酯化率的由大到小的顺序依次为：醇油摩尔比，催化剂用量，反应温度，反应时间。最优化工艺条件为：醇油摩尔比17：1，催化剂用量5％，反应温度66℃，反应时间5．6 h。此时转化率为98．1％，与预测值98．4％基本一致。5固体催化剂的使用寿命研究表明，研制的固体酸碱双功能催化剂的稳定性较好，催化剂连续使用4次后，经再生后可完全恢复其催化活性。