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生物柴油作为燃料，具有可再生性、易生物分解性以及环保无毒等优点，且可以以任意比例与石化柴油混合使用。生物柴油的广泛应用不仅降低了对进口石化柴油的依赖，同时减少了温室气体的排放。离子液体是一种新型的催化材料，具有熔点低，无污染、化学和热稳定性好，种类繁多且可设计性强等优点。结合两种物质的优点，目前世界各国对这两种物质的研究都比较关注。本文以N-甲基吗啉、吗啉、溴代正丁烷、乙腈、氢氧化钾、甲醇为原料，通过两步法合成两种碱性离子液体。首先合成中间体[Hnmm]Br，通过中间体中的阴离子交换合成目标离子液体：1-丁基-3-甲基吗啉吗啉盐[Hnmm]Im和1-丁基-3-甲基吗啉吗啉氢氧化物[Hnmm]OH。并采用FT-IR、1H-NMR和TGA等表征分析方法分别对合成离子液体中间体[Hnmm]Br及目标离子液体[Hnmm]Im和[Hnmm]OH的结构、热稳定性等进行了测试，结果显示：离子液体的结构正确，热稳定性较高；离子液体可溶于极性溶剂，而不能溶于一些非极性或极性小的溶剂；同时其水溶液的碱性较强。（1）实验室合成碱性离子液体催化大豆油与甲醇反应制备生物柴油。考察了两种离子液体的催化活性，离子液体[Hnmm]OH的催化活性高于[Hnmm]Im，通过单因素和正交试验确定了[Hnmm]OH制备生物柴油的最佳工艺条件：反应温度为70℃，催化剂([Hnmm]OH)加入量为4%wt，甲醇用量为30%wt，反应1.5h条件下，生物柴油产率可达97.03%，且该离子液体的稳定性好，重复使用5次后仍有较高的催化活性。通过对[Hnmm]OH催化大豆油酯交换反应的动力学研究，得到酯交换反应的反应级数是1，活化能为73.3kJ/mol。（2）以酸化废油脂和甲醇为原料，分别考察硫酸铁和硫酸氢钠及其复合为催化剂进行预酯化反应，通过正交实验，确定了硫酸铁和硫酸氢钠作为催化剂的最佳反应的条件分别为：硫酸铁催化剂用量0.5%wt、甲醇用量30%wt、温度为130℃、反应时间80min，酸值由146.47mgKOH/g降到12.70mgKOH/g；硫酸氢钠催化剂用量1.4%wt、甲醇用量35%wt、反应温度120℃、反应时间80min，酸值由146.47mgKOH/g降到11.56mgKOH/g。使用复合固体酸催化剂进行正交实验，当m(硫酸铁)/m(硫酸氢钠)=3（占反应物中原料油总质量的1%wt）、甲醇加入量为40%wt、温度130℃、反应60min时，复合固体酸催化剂具有最佳的催化活性，酸值由146.47mgKOH/g降到7.06mgKOH/g。以复合固体酸催化剂，进行二次酯化，正交实验得到最优条件为：复合催化剂总质量为4%wt（NaHSO4与Fe2(SO4)3质量比为1:3）、甲醇用量30%wt、反应温度120℃、反应时间40min，酸值可由20.14KOH/g降至1.69mgKOH/g，达到了酯交换反应对原料油酸值的要求。（3）分别在最优条件下，以KOH（作为对比剂）和[Hnmm]OH为催化剂，对二次酯化产物进行酯交换反应，结果显示：在KOH用量为1%wt，甲醇加入量为25%wt，66℃条件下反应2h，产率达96.56%；在[Hnmm]OH用量为7%wt、甲醇加入量为25%wt、温度60℃、反应1.5h，产率达91.70%。说明合成的离子液体的催化活性高。