碳基及其复合材料由于具有优异的电学性能，力学性能，热学性能等特性而被广泛应用于各个领域。虽然各型碳基材料已被深入研究且被广泛应用，但是不同因素对材料物理性能的影响并不都是非常清楚。实验工艺参数或者分子结构与材料的物理性能之间关系复杂，研究和认识它们之间的规律性，对于准确预测碳基材料物理性能具有十分重要的意义。在这样的情况下，如果没有一种可行的方法进行指导，则需要大量的人力、物力、财力来进行大量的实验寻找合适的材料。如何合理的进行实验设计，以及有效的分析实验数据、减小实验成本成为了不可回避的科学技术问题，因此建立一个稳定的预测模型对具有优异物理性能的材料的合成有着很大的帮助作用。　　本论文利用支持向量回归(SVR)理论，结合粒子群寻优技术，对碳纳米管/环氧树脂复合材料的力学性能，石墨烯/聚乳酸复合材料的力学性能，碳纳米管吸附污染有机物的亨利常数，富勒烯在不同有机溶剂中溶解度进行了建模分析研究，并将结果与其他多种回归方法进行了比较，同时还在已建立的SVR模型基础上进行了因素分析、工艺参数优化、统计偏差分析和灵敏度分析等。主要工作如下：　　(1)以环氧树脂体积分数、复合薄膜长度和复合薄膜截面积作为输入变量；以力学特征量拉伸强度、延伸率和弹性模量作为输出变量，采用基于粒子群参数寻优的支持向量回归结合留一交叉法对15组碳纳米管/环氧树脂(CNTs/EP)复合材料样本建立了力学性能的预测模型。预测结果表明表征CNTs/EP复合材料的三个力学量的平均绝对百分误差(MAPE)分别为3.96％，3.14%和2.62%，相关系数R2分别高达0.991,0.990和0.997。SVR模型的预测值与实验值非常一致，说明模型是有效的。因素分析显示了实验工艺参数对材料力学性能的影响变化趋势，灵敏度显示环氧树脂体积分数对抗拉强度影响最大，长度对延伸率和弹性模量影响最大。　　(2)以石墨烯百分含量、温度、实验时间、搅拌速度作为输入变量，以抗拉强度作为输出变量，结合粒子群寻优采用基于支持向量回归的留一交叉法(SVR-LOOCV)对30个Graphene/PLA纳米复合材料样本建立了抗拉强度的预测模型，并把预测结果与响应曲面法(RSM)模型结果进行了比较。留一法模型计算的抗拉强度的均方根误差(RMSE),平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分误差(MAPE)(0.276,0.167,0.295%)比 RSM模型计算的RMSE,MAE和MAPE(0.446,0.368,0.653%)都小，计算出的模型相关系数为0.99，比RSM模型的0.97大。因素分析和灵敏度显示温度对抗拉强度的影响最大，同时得到最优工艺参数：石墨烯百分含量为0.10%，温度为170℃，时间为15min，搅拌速度为50rpm时，抗拉强度最大为61.63MPa，比实验值大了20000Pa。　　(3)以分子极化率和分子表面负静电势的平均值作为输入变量，以亨利常数作为输出变量，采用支持向量回归并结合留一交叉法建立了碳纳米管吸附35种挥发性有机物(VOCs)强度(亨利常数表示)的数学模型，并把模型的预测结果和理论线性溶解能关系(TLSER)模型结果进行了比较。留一法模型计算的亨利常数的RMSE,MAE和MAPE(0.080,0.056,1.19%)都比TLSER模型计算的RMSE,MAE和MAPE(0.507,0.375,9.15%)小，计算出的相关系数0.997比TLSER模型计算的0.874大。因素分析显示2个分子描述符对亨利常数的影响显著，分子表面负静电势影响更大。SVR模型和TLSER模型结果都认为碳纳米管对VOCs的吸附主要是范德华力和氢键相互作用的结果，最后简要解释了碳纳米管对有机物的吸附机理。　　(4)以TI2、X1Sol、FDI和H-052作为输入变量，以溶解度作为输出变量，采用SVR-LOOCV结合粒子群优化算法构建了预测富勒烯 C60在各种有机溶剂中的溶解度的数学模型，并将预测结果与多元回归分析(MLRA)模型进行了比较。对于相同的训练集和测试集，SVR模型的测试误差的 MAE(0.24)，MAPE(6.08%)和RMSE(0.32)都比MLRA模型的(0.29,7.36%,0.36)小；相关系数0.940比MLRA模型的0.903大。对于留一法模型，计算的溶解度的MAE(0.023), MAPE(0.62%)，RMSE(0.045)比MLRA模型和SVR模型的都小；相关系数0.998比 MLRA模型的0.903和SVR模型的0.940都大。预测结果表明，C60的溶解度和有机溶剂的分子描述符之间的关系密切，留一法的预测值与实验值非常一致。　　基于粒子群寻优的SVR模型较多元线性回归、响应曲面法、理论线性溶解能关系等方法预测更准确。SVR建模预测方法为实验设计合成具有理想物理性能的碳基材料提供了一条新的思路，为人工智能辅助设计碳基材料提供了科学预测和理论指导，对材料物理性能的探究起到了很好的辅助作用。