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近年来离子液体用于CO2捕集的研究日益深入，研究者们不断合成成功各种新型的离子液体，但要将离子液体真正应用于产品工程和过程工程，必须首先要获得完整的离子液体系统热物理性质和相平衡、传递性质等基础数据。针对实际应用环境，还需要了解离子液体与分子液体或两种及两种以上离子液体组成的复合体系的热物理性质与相关相平衡数据。因此，离子液体及其混合物pVT和相平衡的实验测定及模型化研究将是一项长期但很有意义的工作。本文采用实验测定、模型关联和模拟预测三种方法对离子液体及其混合系统的基础热物理性质进行了系统研究，以期为离子液体的应用提供基础数据和理论依据。 首先，采用实验测定的方法，获得了部分新合成的新型离子液体与有机溶剂组成的混合系统及两种离子液体的复配系统的一系列基础热物理数据，如密度、粘度、表面张力、电导率等，积累了一定量的基础数据。研究确认，离子液体的密度随温度升高呈线性降低趋势，粘度随组分摩尔分数的变化呈现下凸的指数形式，离子液体的电导率和表面张力大致与粘度变化趋势呈反比，而离子液体复合体系的电导率和表面张力与组分摩尔分数没有单调的依数性关系;同时CO2吸收实验测定结果表明CO2在离子液体及其混合体系中的溶解度随着压力的增高而迅速增大，随温度的上升而减小。阳离子氟化能大幅度提高离子液体溶解CO2的能力，通过离子的结构设计，能使CO2在离子液体中的溶解度成倍增加。 其次，采用常规的经验模型对测定的数据进行了分析与关联，将部分分子液体适用的经验模型拓展应用到了离子液体体系，尤其是离子液体复合体系，取得了较好的效果;在此基础上，又采用方阱链流体(SWCF)状态方程计算了离子液体混合系统的表面张力、粘度、密度等一系列性质，关联效果较好;在密堆积格子模型的基础上建立的二元格子流体模型则可较好地关联离子液体复合系统的pVT关系、CO2在离子液体中的溶解度等。 再次，采用基于基团贡献法的分子连接性指数模型成功预测了离子液体热物理性质如熔点、粘度、密度等。同时将分子体积和分子连接性指数两个概念结合，首次提出了全新的体积连接性指数概念，采用体积连接性指数模型成功预测了离子液体的室温粘度和一定温度范围内的密度。尤其是密度的计算结果与实验数据总的平均相对偏差仅为0.63％，相关系数大于0.99。 最后，基于量子化学计算，详细计算了典型离子液体阴阳离子最稳定的离子对结构的相互自由能，但未能建立相互自由能与离子液体的熔点、密度、粘度等热物理性质之间的定量关系;计算了阳离子氟化离子液体及新型空间位阻型胺类离子液体与CO2的相互作用，给出了离子液体和CO2分子间的精确的几何和能量描述。研究证实阳离子上的卤原子能与CO2分子形成类似卤键的弱相互作用，从而增加CO2在离子液体中的物理溶解度，同时基于氟原子的强吸电子作用，氟原子的存在能增强这种卤键作用，从而进一步提升CO2的溶解度。