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如今,资源的短缺和环境的污染等问题,对水处理技术的发展提出了更迫切的要求。吸附技术由于其运行成本低和普遍适用的优点为其在工业上应用提供了很大的可能性。染料是水污染源之一,而蒙脱土作为一种天然矿物粘土,其价廉、储量丰富以及易于改性等优点,在染料废水处理领域备受关注。阳离子表面活性剂是蒙脱土有机改性剂中最常用的一类,与传统单头基表面活性剂相比,双子（Gemini）季铵盐带有两个铵头基团,表现出如更高的表面活性等优越的性质。更有研究报告指出,Gemini表面活性剂改性的蒙脱土在去除染料废水中的有机污染物方面表现出比单头基表面活性剂改性的蒙脱土更出色的性能,因此,有必要对新型Gemini表面活性剂改性蒙脱土做更多的研究。本论文经过分子设计和工艺优化,引入微波高压的反应思路,以十八烷基二乙醇胺和1,3-二溴丙烷主要原料,一步反应合成了一种多羟基Gemini表面活性剂双十八烷基四羟乙基二溴丙二铵（DTDD）,并通过单因素及正交实验对其合成工艺进行了优化。微波高压法促进季铵化反应的最优工艺条件为:正丁醇为溶剂,反应物摩尔比n（醇胺）:n（溴丙烷）=2.0:1,原料总质量与溶剂质量比值m（原料总质量）:m（溶剂质量）=1:1.2,反应温度范围为140℃,反应时间8 h,微波功率900 W。最优工艺下重复三次实验,平均收率达92.38%。与传统加热合成法相比,微波法需要的反应时间更短,且收率更大。采用红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H NMR）以及热重分析（TGA）对实验产品的结构进行了表征,与预期结果一致,通过高效液相色谱仪（HPLC）测定产品纯度达96.02%。使用最佳工艺合成DTDD对临界胶束浓度（CMC值）、克拉夫点、增溶能力、乳化性能以及起泡能力等基本性能进行了测试,并将其实验结果与其相应传统单头基表面活性剂十八烷基二羟乙基甲基溴化铵（OMDAB）对比,DTDD综合性能更优。论文中以实验自制DTDD和OMDAB对蒙脱土进行了改性（分别命名为DMt和OMt）,结合红外光谱、X-射线衍射表征（XRD）、N2吸附/解吸等温线分析、热重分析以及SEM与EDS分析表征技术探究阳离子交换容量和表面活性剂结构对改性蒙脱土结构、形貌和表面性质的影响。结果表明:两种表面活性剂均成功地嵌入蒙脱土的层间,并进一步扩大了蒙脱土的层间距。DMt在1.0CEC时已达到饱和,DMt样品的d001值从1.24±0.1nm显著增加到4.09±0.1nm。当改性蒙脱土的CEC值由0增加到1.5时,蒙脱石由表面结构平坦致密的规则团聚球状体转变为疏松片状结构。使用DMt对甲基橙（MO）进行了吸附研究,考察了DTDD用量（CEC）和吸附时间、温度、吸附剂用量、pH和甲基橙初始浓度对吸附效果的影响。DMt-1.0在120 min内的吸附效果最好,温度对DMt-1.0的吸附性能影响不大。综合考虑吸附容量和染料去除率等因素,确定了DMt吸附MO的最佳条件为:使用吸附剂DMt为1.0CEC,吸附时间120 min,pH值为5,吸附温度25℃,DMt-1.0用量40 mg,MO初始浓度为80 mg L-1;参考以往的一些研究,在相同的吸附条件条件下,比较了Na-Mt,OMt,DMt-1.0和18-3-18-Mt对MO的吸附效果,烷基链中含羟基的Gemini表面活性剂改性蒙脱土DMt-1.0对MO的吸附能力最好;并通过吸附动力学和吸附等温线对不同的改性蒙脱土在不同类型的偶氮染料活性黄（RY）和甲基橙的吸附机理进行了分析,Langmuir等温线模型得出的DMt-1.0的甲基橙和活性黄最大吸附量分别为261.78 mg g-1和300.30 mg g-1,明显高于OMt。