本文通过浸渍法和共混法制备KF/γ-Al₂O₃催化剂,以其作为催化剂,考察其在催化油脂-碳酸二甲酯-甲醇连续双酯交换体系制备生物柴油中的催化性能。结果表明,共混法制备的纳米催化剂KF/γ-Al₂O₃具有更高的催化活性。在油/酯/醇摩尔比为1/1/8,催化剂用量5%,反应时间30min,生物柴油产率可达98.82%,比相同反应条件下浸渍法制备的KF/γ-Al₂O₃催化效果提高40%。与传统甲醇-油脂酯交换制备生物柴油体系相比,该体系达到98%生物柴油产率所需时间缩短近40min。采用TGA、BET、CO₂-TPD和IR对催化剂进行表征,结果表明KF/γ-Al₂O₃催化剂具有高活性的主要原因是焙烧过程中得到新的强碱性位点K2O,极大地提高了催化剂的碱性强度。实验还通过溶胶-凝胶法制备了一系列纳米碱金属氧化物催化剂,分别考察该类固体碱在催化油脂-碳酸二甲酯-甲醇连续双酯交换反应体系制备生物柴油中的反应性能。结果表明,纳米级别氧化物催化效果明显优于普通固体碱,其中,纳米CaO表现出良好的催化活性。在油/酯/醇摩尔比1/1/8,催化剂用量5%,反应4h生物柴油产率最高为92.82%,比普通氧化钙在相同反应条件下产率提高25%。采用TGA、BET、CO₂-TPD和IR对催化剂进行表征,结果表明,溶胶-凝胶法制备纳米氧化物过程中并未形成新晶相,但CaO的结晶度提高,且催化剂的比表面积、孔径和孔体积都明显增大,说明在该反应中,催化剂的表面结构是影响其催化效果的重要因素。采用共沉淀法制备不同纳米复合型固体碱,分别考察该类固体碱在催化油脂-碳酸二甲酯-甲醇连续双酯交换反应体系制备生物柴油中的反应性能。实验结果表明,纳米复合碱MgO-CaO具有良好的催化效果。油/酯/醇摩尔比1/1/6,催化剂用量10%,反应4h生物柴油产率最高为97.39%。采用TGA、BET、CO₂-TPD和IR对催化剂进行表征,结果表明,焙烧温度对MgO-CaO粉末的晶相形貌基本无影响,但对催化剂表面结构和催化活性的影响非常大,800℃焙烧得到的纳米MgO-CaO比表面积、孔径和孔体积最大,催化剂上MgO和CaO分布均匀。论文中还通过反向沉淀法制备纳米氢氧化钙,焙烧后得到其衍生物纳米氧化钙,并以此为催化剂考察其催化油脂-碳酸二甲酯-甲醇连续双酯交换反应体系制备生物柴油的性能。实验结果表明,以纳米氢氧化钙为前躯体制备的纳米氧化钙催化活性较高,油/酯/醇摩尔比1/1/8,催化剂用量10%,反应1h生物柴油产率最高为94.24%,比相同条件下普通氧化钙产率提高40%,比溶胶-凝胶法纳米氧化钙反应时间缩短3h。采用TGA、BET、CO₂-TPD和IR对催化剂进行表征,结果表明,不同于溶胶-凝胶法,焙烧温度对该催化剂表面结构几乎无影响,而是通过改变催化剂的表面碱度和活性位点数量来影响催化剂活性。