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众所周知石油是一种不可再生的能源，其随着人类社会的发展而被大量消耗。在可以预见的未来石油必将面临枯竭的境地。石化燃料的过量消耗引起如大气污染和温室效应等环境问题。因此，许多国家都在能源替代方面做了很多的研究，生物柴油是绿色可再生能源的重要组成部分。据不完全统计，我国年均产生约五百万吨废弃油脂，生物柴油产业适应于国情，一般采用此类废弃油脂作为生物柴油的生产原料。所以本论文针对地沟油催化合成生物柴油新型非均相催化剂的制备，生物柴油衍生物和副产物甘油衍生物合成进行了研究。具体内容包括：1、通过文献调研，采用酸化-水化脱胶法，对地沟油进行脱胶处理，并进行地沟油脱水处理。使得地沟油适合于预酯化和酯交换反应合成生物柴油。2、对比实验室自制三种磁性固体酸催化剂。确定Al2O3-ZrO2/Fe3O4为地沟油甘油酯化反应的催化剂。单因素实验确定其制备工艺为：Al与Zr摩尔比8:1；煅烧温度500℃；煅烧时间2h。并通过单因素及响应面实验，得到其催化地沟油甘油酯化最优条件为：醇酸摩尔比为0.5、催化剂用量为0.59%、反应温度为221.24℃、反应时间为2.55h，酯化率达99.67%，地沟油酸值由114.82mgKOH·g-1降至0.39mgKOH·g-1，到达均相碱催化酯交换合成生物柴油的要求。回收使用催化剂5次，酯化率保持在97%以上。3、对比实验室自制两种磁性固体碱催化剂。最终确定K2CO3-Al2O3/Fe3O4作为酯交换合成生物柴油催化剂。通过单因素确定催化剂制备条件为：醋酸钾浸渍浓度为40%；煅烧温度500℃；煅烧时间为2h。通过单因素及正交实验，得到酯交换最优条件：醇（甲醇）油摩尔比为10:1，催化剂用量为2.1%，反应时间为1.5h，反应温度为68℃，生物柴油产率为89.57%。回收使用催化剂3次，生物柴油产率保持在77%以上。4、以生物柴油为原料，磷酸为脂肪酸甲酯环氧化催化剂。利用正交实验优化的最佳工艺为：磷酸、双氧水和甲酸用量分别为脂肪酸甲酯质量的1.5%、7%和12%，反应温度65℃，反应时间4h。合成的环氧脂肪酸甲酯环氧值为5.48%，达到工业一等品等级要求。5、收集回收酯交换合成生物柴油副产物甘油，经稀释、调节pH值、分液、脱水和减压蒸馏工序得到精制甘油，纯度为98%。以磷钨酸作为甘油与醋酸酯化催化剂，通过正交实验得到的最优工艺条件为：醇（甘油）酸（醋酸）摩尔比为5，催化剂用量5.5%，带水剂为0.54mL·g-1，反应时间4h，三醋酸甘油酯产率为97.24%。