超临界二氧化碳由于其独特的物理化学性质，如扩散系数高，表面张力小，黏度和密度随压力和温度连续可调等特性，被广泛用于萃取分离、化学反应、材料的制备等方面。本论文利用从头算和分子动力学的方法研究了分子间相互作用对有机物在超临界二氧化碳体系中的溶解度、化学反应速率、红外光谱和超临界体系中纳米粒子制备的影响。主要研究结果如下：　　 (1)理论研究了CO2对醛酮化合物：乙醛、丙酮、苯甲醛、巴豆醛、肉桂醛的羰基基团C=O的红外振动频率的影响，计算结果显示除了乙醛，其他羰基化合物与CO2之间存在Lewis-acid-base相互作用。另外通过Fukui函数的计算，研究了这种相互作用对巴豆醛和苯甲醛氢化反应的影响，计算结果解释了在超临界CO2体系中巴豆醛与苯甲醛的加氢反应活性的不同：通过Lewis-acid-base作用CO2显著提高了巴豆醛中C=O的活性，使得对不饱和醇的选择性提高；另外随着CO2压力的增加，巴豆醛的C=O比苯甲醛的C=O更加活泼。　　 (2)通过分子动力学模拟，研究了分子间相互作用对苯甲醛与肉桂醛在超临界CO2中溶剂化结构的影响。计算结果表明在超临界二氧化碳中CO2分子在溶质周围发生了聚集：主要聚集在羰基附近和苯环上下。另外通过计算溶质与CO2之间的相互作用能发现，肉桂醛的羰基与CO2之间的相互作用比苯甲醛与羰基之间的相互作用强，而苯甲醛的苯环与CO2之间的相互作用比肉桂醛的苯环与CO2之间相互作用强。　　 (3)通过分子动力学模拟，研究了氢键对于邻位-羟基苯甲酸和间位-羟基苯甲酸在超临界CO2与甲醇的共溶剂体系中溶解度的影响。计算结果表明溶质与共溶剂之间存在氢键作用，而且间位-羟基苯甲酸与甲醇分子之间的氢键相互作用比邻位-羟基苯甲酸与甲醇分子之间的氢键相互作用强，这很好的解释了甲醇对这两种溶质在超临界CO2溶解度的影响机理。另外我们还研究了混合溶剂中溶剂局部密度加强随压力的变化发现，溶解度的增加不仅和氢键有关，还和溶剂的局部密度变化有关。　　 (4)用分子动力学研究了CO2加入量对十二烷基硫醇保护的纳米粒子在正己烷中分散的影响。通过计算溶剂化自由能，发现随着CO2量的增加，溶剂化自由能逐渐升高，意味着纳米粒子在正己烷中分散能力逐渐降低。通过对纳米粒子本身的结构和其周围的溶剂化情况的分析发现，随着CO2量的增加，保护剂配体的链长变短，且发生聚集形成了两个分子束。同时随着CO2量的增加，保护剂周围的溶剂正己烷减少，而抗溶剂CO2增多，导致正己烷对金纳米粒子的分散能力逐渐降低。