在当今石油资源日渐枯竭以及人们对环境保护越来越重视的情况下，生物柴油作为一种新型的绿色环保可再生能源，成为研究热点。本论文对固体酸催化大豆油酯交换反应制备生物柴油进行了研究，主要涉及催化剂合成方法、催化剂筛选、催化剂表征以及催化反应过程中工艺条件的优化，同时也对固体酸催化剂的耐水耐酸性能和稳定性进行了研究。以二氧化硅为载体，甲磺酸、氨基磺酸和对甲苯磺酸三种不同磺酸为活性组分，通过浸渍法制备固体酸催化剂，分别考察其在大豆油与甲醇的酯交换反应中的催化活性，并经过活性组分负载量的讨论发现，甲磺酸负载量为10%时，固体酸催化剂活性最高。从红外光谱图可看出催化剂上负载有-SO3H，TG图表明催化剂在350℃之内热力学性质相对稳定，比表面积数据表明催化剂具有较高的比表面积，酸碱中和滴定数据表明催化剂的酸量可高达1.8mmol/g。以甲磺酸/二氧化硅为催化剂，催化大豆油与甲醇的酯交换反应，设计四因素三水平正交试验，考察了反应温度、反应时间、醇油摩尔比和催化剂用量对酯交换反应的影响。经过极差分析，得到较好的水平组合：反应时间为5h，反应温度为130℃，醇油摩尔比36:1，催化剂用量为大豆油质量的8%，在此条件下得到的生物柴油产率约97%。采用高温碳化法、水热碳化法和一步碳化磺化法制备三种碳基固体酸催化剂，分别考察其在大豆油与甲醇的酯交换反应中的催化活性，实验结果表明一步碳化磺化法制备的催化剂催化活性较高。通过单因素实验优化催化剂的制备条件，最佳条件为：以5g葡萄糖为碳源，碳磺化时间8h，碳磺化温度150℃，浓硫酸用量50mL。通过IR、TG、XRD、SEM和酸碱中和滴定表征手段，确定了碳基固体酸的结构和性质。由红外光谱图可看出固体酸催化剂上有-SO3H，TG图表明催化剂在210℃之内热力学性质相对稳定，XRD表明催化剂是芳香碳环组成的无定形碳结构，扫描电镜图显示制备的碳基固体酸由不规则的颗粒构成，酸碱中和滴定数据表明催化剂的酸量可高达2.1mmol/g。以一步碳化磺化法制备的碳基固体酸为催化剂，通过单因素实验考察了反应温度、反应时间、醇油摩尔比和催化剂用量四个因素对生物柴油产率的影响。实验结果表明，最佳反应工艺条件为：反应温度130℃，反应时间4h，醇油摩尔比36:1，催化剂用量为大豆油用量的10%，在此条件下生物柴油的产率超过95%。对两类固体酸催化剂的耐酸耐水性能和重复使用性能进行了研究，两种催化剂都有良好的耐水性或耐酸性，并且重复使用6次后仍然有很高的活性，制备的两种催化剂体系都具有一定工业应用前景。