控制化石能源消费、促进新能源发展是实现“双碳”目标的最佳途径。生物柴油作为一种可再生的化石燃料替代能源,素有“绿色柴油”之称。然而,高成本的生产原料油限制了我国生物柴油的大规模发展。因此使用废油脂作为原料油,既满足供给和环保需求,也符合我国国情。废油脂中含有大量的游离脂肪酸,传统酯化降酸法工艺复杂且成本较高。因此,开发酸碱双功能催化剂成为当前研究的热点。本文先后制备了纯相及铁掺杂的钛酸锶型钙钛矿双功能催化剂,并通过催化甲醇与高酸值棕榈油酯交换合成生物柴油评估其性能。一方面,通过实验手段,优化了催化剂的制备条件,结合表征分析了催化剂的理化特性,研究了工况参数对催化剂性能的影响规律,探讨了催化剂的抗酸抗水性能,评估了催化剂重复使用的稳定性。另一方面,通过密度泛函理论计算的方法,探究了铁掺杂前后催化剂表面的氧空位形成机制及对反应物分子的吸附特性。（1）研究了纯相钛酸锶型钙钛矿催化生物柴油生产的性能。通过溶胶-凝胶法制备了具有蜂窝状介孔结构的纯相钛酸锶型钙钛矿催化剂,在反应条件为醇油摩尔比15:1、催化剂浓度6 wt.%、反应时间3 h及反应温度170℃时,其催化棕榈油与甲醇酯交换的生物柴油收率达到93.14%。同时,该催化剂具有优异的抗酸抗水性,当油酸和水分添加量分别为10 wt.%和5 wt.%时,生物柴油收率分别为83.80%和86.50%,且该催化剂能够催化同步酯化-酯交换反应的进行。此外,该催化剂具有良好的可重复使用性,3次循环利用后生物柴油收率仍可达到85.68%。（2）探究了 B位铁掺杂的钛酸锶型钙钛矿催化生物柴油生产的性能。通过溶胶-凝胶法制备了铁掺杂改性的蜂窝状介孔钛酸锶型钙钛矿SrTixFe1-xO3（x=0.05、0.10、0.15或0.20）。表征分析证明铁掺杂能确保钙钛矿结构产生大量的氧空位,氧空位的形成增加了表面活性位点的电荷密度,同时促进了钙钛矿结构的极化,进而提高了催化剂的催化活性。其中SrTi0.85Fe0.1503催化剂中的氧空位含量最多,且具有最佳催化性能,在催化剂添加量为5 wt.%、反应温度为150℃、醇油摩尔比为18:1及反应时间为3 h的条件下,生物柴油收率可达97.52%,且4次循环利用后生物柴油收率仍能超过80%。此外,该催化剂抗酸性能强,当油酸添加量为12 wt.%,获得了 93.58%的生物柴油收率,同时该催化剂具有催化同步酯化和酯交换反应的活性。（3）利用分子模拟手段揭示了铁掺杂前后钛酸锶型钙钛矿催化高酸值油同步酯化-酯交换过程中活性位对反应物分子的吸附机制。计算结果表明,铁掺杂后的钛酸锶表面更易形成氧空位,且表面部分活性位点的电荷密度增大,提高了甲醇分子在催化剂表面的吸附程度及活化效果,进一步增强了催化剂酯交换催化活性。对于两种催化剂的反应体系中,乙酸分子均优先吸附于Ti活性位点并被活化,从而发生酯化反应,Sr活性位点则得以保留用于甲醇分子的吸附及活化,进而催化酯交换反应,因此两种催化剂均具有抗酸性及催化同步酯化-酯交换的能力。