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氧化钙(CaO)无毒，廉价易得，在反应体系中溶解度较低，具有很高的催化酯交换反应活性，被普遍认为是最具潜力的制备生物柴油的固体催化剂之一。为进一步提高其催化活性，将其复合，负载，掺杂，制备了各种各样的CaO基催化剂。本研究采用原位沉淀法将磁性组分Fe304与CaO复合，合成既具磁性又具酯交换反应活性的磁性固体碱催化剂，用于催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油。
固体碱催化剂不稳定，易与空气中C02，H20反应，使用前需要在不含C02的干燥气氛下高温活化。而高温下Fe304易发生晶相转化，生成磁性较弱的α-Fe203。因此，对升温过程中，不同气氛下，Fe304的晶相转化过程进行了研究。由原位X-射线粉末衍射（XRD），热重-差热分析(TG-DTA)可知：600℃左右，大部分Fe304已转化为磁性较弱α-Fe203；振动样品磁强计(VSM)测试结果表明：N2气氛中煅烧后的Fe304饱和磁化率略高于02气氛中煅烧后的Fe304。
利用原位沉淀法，制备Ca/Fe摩尔比为1的催化剂（记为：CF）。利用XRD，低温N2吸脱附法，TG-DTA，扫描电镜(SEM)，VSM对其进行了表征。结果表明：磁性组分Fe304和碱性前躯体Ca(OH)2复合物间有较好复合；TG和原位XRD图谱显示：450℃煅烧后CF为磁性碱复合氧化物(CaO·γ-Fe203)，其催化活性和饱和磁化率都维持在较高水平；吸脱附曲线表明：煅烧CF与γ-Fe203具有相同的孔道结构，Brunauer-Emmett-Teller(BET)法计算得到CF具有较高的比表面积。
对CF重复使用性进行测定，中间不经任何处理，连续使用四次。前三次酯交换反应转化率维持在95％左右，第四次有一定下降。XRD，SEM结果显示，转化率下降的原因是CaO活性组分脱落流失。CF中元素流失，还表现为产物脂肪酸甲酯（Fatty Acid Methyl Ester，FAME）和甘油(Glycerol，GE)中Ca，Fe的溶解量较大。以KF掺杂后CF(KF-CF)为催化剂，制得FAME，GE中Ca，Fe元素含量明显下降。
通过响应面法，对CF催化酯交换反应制备生物柴油的工艺进行了研究，设计三因素五水平的中心因子复合试验(CCD)。选择温度(T)、醇油比(M)、催化剂加入量(C)为反应因素，转化率为响应。在优化区域中，选择较低醇油比，较高反应温度，较高催化剂加入量的组合(T=66℃，M/O=10.53，C=3.52wt.%)作为反应条件，得到脂肪酸甲酯转化率为97.69%。