以天然油脂与低级醇通过酯交换反应生产的生物柴油是环境友好的替代燃油,采用固体催化剂催化的酯交换反应过程可以有效避免传统均相酸碱催化酯交换工艺中存在的产品分离困难和废催化剂的二次污染问题,研究非均相固体碱催化剂、酯交换反应过程及酯交换产品的物理化学性质对生物柴油的生产技术进步和应用推广,尤其是对正在兴起的中国生物柴油产业具有重要的意义。本研究尝试制备了一系列负载型ZrO2固体碱催化剂,考察了活性组分、载体、制备方法对催化活性的影响,发现当以ZrO2为载体负载一定浓度的KOH、KNO3、KF、K2CO3后得到的前驱体在高温下活化后均表现出了对酯交换反应的催化活性,其中,KOH/ ZrO2型固体碱催化剂表现出的催化活性最高,其最佳制备工艺条件为:KOH最佳负载量为5mmol/g,焙烧温度为550℃,焙烧时间为4h。所制备的催化剂在甲醇中溶解很少,基本不流失。为了研究该固体碱催化剂的催化机理,本研究采用红外光谱对其进行了初步表征,并对其可能的催化机理进行了推测。另外,本研究对酯交换反应条件对催化活性的影响进行了研究,采用正交实验方法找出了最佳工艺条件:醇油摩尔比为8:1,催化剂用量为大豆油重的5%,反应温度为65℃,反应时间为4小时,甲酯最高得率为91.67%。同时,实验考察了该固体碱催化剂的回收再利用性能,结果表明该固体碱催化剂具备良好的回收再利用性能。最后,本研究对该工艺条件下得到的生物柴油产品的主要性能指标进行了测定,结果显示各项所测指标均达到德国现行生物柴油标准DIN V 51606。