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双子表面活性剂因其特殊的分子结构和优异的性能，被誉为新一代表面活性剂。与传统单链表面活性剂相比，Gemini表面活性剂拥有更低的cmc值和更高的界面活性，同时其水溶液具备特殊的流变性能，在提高原油采收率领域拥有广阔的应用前景。本课题根据Gemini表面活性剂的结构特点，设计合成了系列疏水碳链长度不同的季铵盐型双子表面活性剂。在无溶剂条件下，采用溴代十四烷、溴代十六烷和溴代十八烷分别与N，N，N’，N’-四甲基乙二胺进行季铵化反应，合成了不同碳链长度的阳离子型双子表面活性剂—N，N’-双(十四烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐(GS14-2-14)、N，N’-双(十六烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐(GS16-2-16)和N，N’-双(十八烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐(GS18-2-18)。采用红外光谱(IR)和核磁共振氢谱(1HNMR)对产物进行结构检测。通过对红外光谱结果进行分析，证明了实验合成产物分子中存在季铵盐结构；核磁共振结果验证了产物中的双子结构；通过进行两种图谱的联合分析，最终证实了实验合成产物为目标产物-季铵盐型双子表面活性剂。研究了产物随温度的变化引起的吸附和聚集行为。采用吊环法对产物的临界胶束浓度(cmc)进行测试，电导法测试结果印证了吊环法的测试结果。通过对表面张力测试数据进行热力学计算，发现产物中双子表面活性剂GS14-2-14拥有更为优异的表面活性，能够在水/空气界面排列更为紧密。通过测试不同温度下质量浓度与电导率的关系，得到溶液胶束化的相关热力学参数，如反离子结合度β，并证明溶液的胶束化过程是主要依靠熵驱动、自发进行的放热行为。采用旋转液滴法对产物降低油/水界面张力的能力进行测试，发现产物具备优异的界面活性，能够将油/水界面张力降低至10-3mN.m-1，明显优于传统单链表面活性剂。研究了疏水碳链长度、温度、剪切速率、水杨酸钠(NaSal)、震荡角频率对季铵盐型双子表面活性剂流变行为的影响。结果表明：双子表面活性剂烷基链越长，其增黏能力也越强，温度升高、剪切时间延长均使体系黏度下降；根据Ostwald-de Waele方程对流体相关参数进行计算，发现双子表面活性剂均为非牛顿流体，且流体结构对体系黏度贡献明显；少量NaSal的加入对GS16-2-16水溶液的黏度行为影响甚微，当NaSal浓度达到1g/L后溶液黏度急剧下降，然而5.2g/L的NaSal使得十六烷基三甲基溴化铵(C16TAB)水溶液黏度骤增，接近无盐时GS16-2-16水溶液黏度的3倍。随着温度的升高，溶液的弹性模量G’和黏性模量G’’先降低后趋平，然而随着震荡角频率的增加，G’和G’’先上升后趋直；震荡角频率超过50rad/s后，GS14-2-14溶液的网状架构被破坏并无法恢复，不再具备弹性；通过对实验数据进行理论分析，发现由于剪切诱导作用，使得溶液的动态黏度η’(ω)与低剪切速率下流体触变性的预测不符。