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功能化离子液体凭借其独特的物理化学性质及在众多领域的应用，近年来受到了广泛关注，已经成为绿色化学发展的一个重要方向。本文分别针对乙二酮阳离子功能化的离子液体，氨基酸和双（三氟甲磺酰亚胺）阴离子功能化的离子液体进行了系统的理论研究。采用量子化学方法对离子液体的结构特征、阴阳离子对的相互作用模式、碱性以及与金属离子的相互作用进行计算。 利用B3LYP/aug-cc-pVDZ方法，优化六种氨基酸阴离子和不同链长咪唑阳离子形成的气态阴阳离子对，发现氨基酸离子液体阴阳离子间的相互作用能随着咪唑环侧链的增长而减小，进一步利用分子中的原子理论(AIM)和非共价键相互作用理论(NCI)分析。结果显示，阴离子羰基中的氧与H(C2)能形成很强的氢键且含有部分共价键性质。自然键轨道理论(NBO)分析显示，氢键相互作用稳定化能主要来源于氨基酸阴离子中羰基氧的孤对电子和咪唑阳离子中参与成键的C-H反键轨道间相互作用，这对整个离子对的稳定性起到了非常关键的作用。利用最负表面静电势(Vs，min)和平均局部离域化能(Is，min），在微观水平上对氨基酸离子液体的碱性进行分析，发现当引入氨基或羟基到阴离子中，离子液体的碱性变强。 对乙二酮型咪唑阳离子与三种疏水性阴离子([PF6]-、[TFA]-、[NTF2]-)形成的功能化离子液体的氢键结构、碱性以及与金属离子的相互作用进行了研究。计算发现阴离子在咪唑环附近形成了稳定的离子对结构，且稳定性主要依赖氢键相互作用。与传统离子液体相比，所研究的功能化离子液体除了在阴离子附近存在一个较强的碱性位点外，在阳离子官能团附近也有一个位点能与金属正离子发生相互作用。当离子液体与金属离子Cu2+、Zn2+、Co2+发生相互作用时，三种功能化离子液体在两个位置处都与金属离子发生配位作用，且相互作用能大小顺序为:[NTF2]-＞[PF6]-＞[TFA]-。 利用B3LYP/6-311++G**方法对四种阳离子([EMIM]+、[EPYD]+、[PMPYR]+、[N222，3]+)与功能化阴离子[NTF2]-组成的气态离子对进行优化。自然布居分析(NPA)发现，形成氢键相互作用后原子的电荷自然布居都有不同程度的改变，电子从阴离子[NTF2]-的氮氧原子流向了阳离子C-H中。AIM理论和NBO分析发现，四种离子液体的阴阳离子间存在较强的氢键相互作用，且稳定化能主要来自[NTF2]-中氮氧原子的孤对电子和阳离子中参与形成氢键的C-H反键轨道之间的相互作用。分析其碱性大小有如下顺序:[EMIM][NTF2]＞[EPYD][NTF2]＞[-N222,3][NTF2]＞[PMPYR][NTF2]。