Gemini表面活性剂是一类新型表面活性剂它具有两个或两个以上完全相同或不同的单体两亲型结构,由联接链将其相连构成。而正是这种结构上的特点,相比传统单分子结构的表面活性剂,Gemini表面活性剂有较低的Krafft点、更低的临界胶束浓度、良好的增溶能力、丰富的聚集形态、独特的流变学性能以及良好的协同效应,在生物、化工、环境、材料等多个领域得到了广泛应用,已成为胶体与界面科学界研究热点。本文具体研究内容如下:（1）合成3个系列共12种亲水头基分别为哌啶季铵盐和二乙基季铵盐、疏水尾链为长链烷烃、联接基团为刚性和柔性的不同的阳离子Gemini表面活性剂G_m,R_mPi,F_mPi,用核磁共振对其结构进行了表征。结果表明所有合成产物均为目标产物且纯度较高。（2）通过表面张力法、电导法、稳态荧光法、动态光散射法、透射电子显微镜法对G_m系列Gemini表面活性剂进行研究。表面张力法研究发现在G_m体系中表面张力会随表面活性剂浓度增大而快速下降,且尾链越长,其临界胶束浓度值越小,最小单分子占有面积越大。电导法研究发现在G₁₄、G₁₆两个体系中形成了预胶束结构,稳态荧光法发现随着表面活性剂浓度增大,芘探针分子所处的环境从极性转到非极性中,动态光散射和透射电子显微镜的研究G_m系列表面活性剂在水中形成了囊泡结构的较大尺寸聚集体。（3）通过表面张力法、电导法、稳态荧光法、动态光散射法、透射电子显微镜法对R_mPi系列Gemini表面活性剂进行研究,发现其聚集趋势和G_m系列类似,也是随着疏水尾链的增长而增加;在R₁₄Pi与R₁₆Pi两个体系中形成了预胶束结构;R_mPi系列表面活性剂在水中聚集体尺寸较大均为囊泡结构。同时与G_m系列做对比,发现杂环头基空间体积较大导致R_mPi系列最小单分子占有面积较大,且杂环头基季铵盐对溶液中形成聚集体的抑制作用要小于二乙基季铵盐头基。与联接链为柔性亚甲基的F_mPi相比,R_mPi中刚性联接链的位阻效应导致联接链和亲水头基外部区域聚集体更难结合,使得R_mPi系列相比于同长度疏水尾链的F_mPi系列的CMC值较大、堆积结构较为松散、反离子结合能力较弱、形成的聚集体半径较大。