C4烷基化是石油化工领域生产清洁汽油的重要过程之一，生成的烷基化油是一种优良的汽油调和组分。现有工业烷基化工艺为浓硫酸工艺和氢氟酸工艺，这二者都存在严重的环境问题，同时对人体健康也造成了较大的威胁，这限制其大范围地推广应用。本论文合成了季铵MF和NTf₂两类离子液体，考察了其耦合酸体系在C4烷基化反应中的催化活性。在MF离子液体耦合TSFA烷基化体系中，离子液体阳离子烷基链长度对烷基化油品质的影响不大，离子液体阴离子对烷基化油品质具有较大的影响；在[N₂₂₂₄]NTf₂离子液体耦合TSFA烷基化体系中，实现了在低酸烃（酸烃比为0.14）下得到高品质的烷基化油（RON=97.4，C8%=89.0%），但催化剂使用寿命较差，仅为2次。以提高低酸烃下催化剂的使用寿命为出发点，对[N₂₂₂₄]NTf₂耦合TSFA体系进行了表面活性剂离子液体和氢转移助剂的改性。在表面活性剂离子液体改性中，[BMim]DS添加量为1.4wt%时，催化剂的循环次数可以提高到4次，此时烷基化油的RON仍可维持在94.8。在氢转移助剂的改性中，金刚烷添加量为1.2wt%时，催化剂的循环次数至少可以提高到9次。此外，金刚烷还可以明显提高TMP/DMH的选择性。基于此，对金刚烷助催化过程中可能的机理进行了预测，提出了两种不同的过渡态。本论文还对烷基化循环过程中油品预测进行了探索。通过可行性和初步应用的分析，一种新型的方法—折光率法有望为连续性烷基化过程中烷基化油品质预测提供一种便利的方法。