本论文针对目前膨润土资源开发利用存在的技术落后、资源利用率低、环境污染严重、产业链短、产品性能落后、工艺能耗高等问题,以生态设计思想为指导,按照不同的膨润土原矿特点,研究开发资源利用率高、能源消耗少、对环境友好、产品性能优良的膨润土深加工清洁生产工艺。通过上述工艺得到使用性能优良、环境协调性好、附加值高的新型蒙脱土生态环境材料,并评价所制得的材料性能以及其在费托合成催化过程的应用。本文的研究内容主要包括三部分：(1)不含方英石膨润土深加工工艺研究；(2)富含方英石膨润土深加工工艺研究；(3)有机蒙脱土在费托合成中的应用研究。主要工作如下：(1)针对于不含方英石的膨润土综合利用难题,采用提纯和改型同步进行的湿法钠化工艺制备高纯蒙脱土,通过对湿法改型工艺中的反应条件对产品质量的影响以及它们之间的关系的研究,确定出最佳的单元操作条件,最终得到蒙脱石含量高达95.6%的高纯钠基蒙脱土。进而,针对其湿法提纯工艺中“脱水难”的问题,在考虑膨润土的物理化学性质的基础上,依据结构以及性质的不同,选择了五种天然有机高分子絮凝剂羧甲基淀粉钠、羧化壳聚糖、瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶,利用分光光度法考察了不同絮凝剂对高纯钠基膨润土矿浆的絮凝性质,并依据其絮凝性质的差别探讨了五种絮凝剂絮凝膨润土的絮凝机理。以膨润土湿法提纯后得到的钠基膨润土浆液为原料,以氧化钙和氯化钙为胶化剂制备了钠基膨润土无机凝胶。比较了胶化剂类型、用量、时间、转速等条件对凝胶性能的影响,并依据其凝胶性能的差别探讨了钠基膨润土无机凝胶的胶化机理。以钙基膨润土原矿为起点,制备出吸水快、吸水量大、白度高、强度高的膨润土猫砂。(2)针对富含方英石膨润土的提纯难题,研究使用碱法提纯方案有效地实现了富含方英石膨润土矿产资源的经济、高效、可持续利用。所制备的高纯蒙脱土其蒙脱石含量高达97%。为了尽可能提高资源的利用率及实现废弃物的资源化利用,研究以上述富含方英石膨润土碱法提取液为原料使用沉淀法制备白炭黑及纳米二氧化硅。考察不同沉淀剂的沉淀效果,研究反应温度、pH值、浓度、反应时间对白炭黑产品性能及产率的影响。研究不同表面活性剂对所得纳米二氧化硅的粒径的影响,确定了富含方英石膨润土碱法提取液的最佳沉淀方法及条件。该工艺不仅实现了富含方英石膨润土碱法提取废液的回收利用,而且实现了资源循环利用,提高了生产效益,又没有对环境造成污染,体现了绿色工艺的思想。(3)使用有机修饰剂改性后的蒙脱土作为新型载体用于费托合成研究,得益于优良的热稳定性、独特的气体阻隔性和温度开关的性质。有机修饰剂作为催化剂活性组分的有机保护层可以简单有效地实现催化剂反应状态的原位隔离和保护,从而被成功应用于对钴基费托合成反应过程的详细研究。就像将古代生物原始状态保存完好的的琥珀一样,聚合物链在原位固化隔离和保护了实际催化剂的结构,以确保离位分析的催化剂状态充分代表了真实催化剂的工作状态。使得费托合成研究中仍然存在争议的一些关键问题得以解决,如还原过程中的钴纳米粒子的相变和团聚、费托反应中活性相态的变化、费托催化剂结构与性能的关系等得以阐明。通过设计不同的有机改性剂,我们可以通过传统的离位表征技术表征各种催化反应的催化剂在真实反应条件下的纳米结构,为将来其它催化体系的研究开辟了一条新途径。