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在化石燃料资源日益紧缺、环境问题日趋严重的当今社会,发展清洁、可再生的燃料替代品——生物柴油尤为重要,而生物柴油传统制备方法中所用强酸、强碱催化剂容易腐蚀设备,造成环境污染。离子液体作为新型绿色溶剂和催化剂,具有良好的化学和热稳定性,在室温下几乎无蒸汽压,己被广泛研究且应用于各化学领域。本文以Br(?)nsted酸性离子液体催化生物柴油制备中酯交换反应为研究对象,首先根据文献制备出三种己内酰胺类Br(?)nsted酸性离子液体：己内酰胺硫酸([CP]HSO4)、己内酰胺苯磺酸([CP]BSA)口己内酰胺对甲苯磺酸([CP]pTSA),通过红外光谱和核磁共振对其结构进行表征。这三种离子液体能与水、甲醇和乙醇等极性溶剂互溶,但几乎不溶于羧酸酯和醚类等弱极性溶剂。采用Hammett-UV法比较其酸强度大小,测得其酸强度顺序为：[CP]HSO4>[CP]pTSA>[CP]BSA。将这三种离子液体分别用于催化棉籽油与甲醇的酯交换反应,得出其催化活性顺序为[CP]HSO4>[CP]pTSA>[CP]BSA,与其酸强度顺序一致。以己内酰胺硫酸作为催化剂进一步优化酯交换反应条件。在反应温度为65℃,反应时间为5h,甲醇与棉籽油摩尔比为12：1,离子液体占棉籽油质量比为2%时,生物柴油产率达到90.2%。己内酰胺硫酸用于酯交换反应与传统工艺相比,能量消耗减少,且不产生废酸,符合绿色化学工艺的要求。功能化离子液体是一类新型高效催化材料,它是指在离子液体阴阳离子中引入一个或多个官能团,或者阴阳离子本身具有特定结构从而使得离子液体具有某种特殊功能或特性。本文对离子液体进行功能化以提高其酸强度,通过两步合成法制备出六种功能化Bronsted酸性离子液体：N-羧甲基咪唑硫酸氢盐([MimCH2COOH]HSO4), N-羧甲基吡啶硫酸氢盐([PyCH2COOH]HSO4), N-羧甲基己内酰胺硫酸氢盐([CPCH2COOH]HSO4),N-羧甲基己内酰胺硝酸盐([CPCH2COOH]NO3),1-(3-磺酸基)己内酰胺硫酸氢盐([(CH2)3SO3HCP] HSO4),1-(4-磺酸基)己内酰胺硫酸氢盐([(CH2)4SO3HCP]HSO4),采用红外光谱和核磁共振对其结构进行表征。这六种功能化离子液体同样能与水、甲醇和乙醇等极性溶剂互溶,但几乎不溶于羧酸酯和醚类等弱极性溶剂。采用Hammett-UV法比较其酸强度大小,测得其酸强度顺序为：[(CH2)4SO3HCP]HSO4>[(CH2)3SO3HCP]HSO4>[CPCH2COOH]HSO4> [CPCH2COOH]NO3>[PyCH2COOH]HSO4>[MimCH2COOH]HSO4。将制得六种功能化离子液体分别用于酯交换反应,得出其催化活性顺序为[(CH2)4SO3HCP]HSO4>[(CH2)3SO3HCP] HSO4>[CPCH2COOH]HSO4>[CPCH2COOH] NO3>[PyCH2COOH]HSO4>[MimCH2 COOH]HSO4,与其酸强度顺序一致。选择1-(4-磺酸基)己内酰胺硫酸氢盐作为催化剂进-步优化酯交换反应条件。在反应温度为60℃,反应时间为4h,甲醇与棉籽油摩尔比为10：1,离子液体占棉籽油质量比为1.5%讨,生物柴油产率可达98.8%。此外,该功能化离子液体经回收再生循环使用5次后,催化活性未有明显降低,稳定性较好。因此,该功能化离子液体作为催化剂用于酯交换反应,表现出较高的催化活性和较好的重复使用性能,是生物柴油制备工艺中新型高效的绿色催化剂。