Gemini表面活性剂是一种新型的环保型表面活性剂,由于其使用量少且表面活性高的特性,在近年来吸引了众多国内外研究人员的关注。本文选用两种不同结构的Gemini表面活性剂——丁二酸二异辛酯磺酸钠（AOT）和十二烷基二苯醚二磺酸钠(C₁₂-MADS),通过它们对二氧化碳和甲烷水合物生成过程的影响来考察其作用效果,并进行机理和模型分析。本文主要进行了如下四个板块的研究:（1）AOT板块:分别探讨了AOT的引入对二氧化碳和甲烷水合物生成的热力学和动力学影响。不同浓度的AOT对二氧化碳及甲烷水合物生成条件几乎不存在热力学影响。通过去离子水体系和AOT体系水合物动力学实验数据的对比分析发现,AOT的加入明显缩短了甲烷水合物诱导期。并且随着AOT浓度的增大逐渐消除了二氧化碳和甲烷水合物快速增长后期中途出现的生长速率放缓又突增的阶段,提高了水合物的生长速率,其中甲烷水合物生成速率随浓度增大而加快的程度更强。（2）C₁₂-MADS板块:分别探讨了C₁₂-MADS的引入对二氧化碳和甲烷水合物生成的热力学和动力学影响。低浓度C₁₂-MADS均未对二氧化碳及甲烷水合物的生成产生明显影响,但是高浓度的C₁₂-MADS对二氧化碳水合物生成过程有一定抑制作用。通过去离子水体系和C₁₂-MADS体系水合物动力学实验数据的对比分析发现,在二氧化碳水合物生成过程中,在279.15 K的实验条件下C₁₂-MADS的加入会抑制去离子水体系中水合物的生长过程,而且这种抑制作用会随着C₁₂-MADS浓度的增加而增强。在甲烷水合物生成过程中C₁₂-MADS的加入增大了甲烷水合物生长速率,消除了去离子水体系的诱导期并且弱化了去离子体系甲烷水合曲线生长后期减缓又突增的情况。随着体系温度的降低和浓度的增大,C₁₂-MADS对甲烷水合物生成过程的促进效果增强。（3）Gemini和SDS板块:对比分析了不同结构类型的Gemini表面活性剂和SDS对水合物生成动力学的影响。通过实验数据分析得到AOT的双疏水基结构益于提高I型水合物生长速率而且使体系保持较高的储气能力,在实验条件较温和的条件下性能明显高于SDS。由于C₁₂-MADS的双亲水基与苯环之间的连接复杂性,C₁₂-MADS体系对I型水合物生长影响效果受气体溶解性和温度干扰较大,在某些温度条件下会抑制可溶性I型水合物的生长。（4）模型板块:基于Chen-Guo模型的水合物生成过程双步骤机理,假设甲烷水合物成核均发生在诱导期,水合物间的连接孔对甲烷气体的吸附作用于整个快速增长区,并依靠Englezos模型的生长动力学理论和等温吸附一级反应动力学理论,发展出本文的Gemini体系中甲烷水合物生长动力学理论模型。通过计算得到模型相对误差平均值为7.17%,表明本文所提出的模型对甲烷水合物生长过程具有较好的预测性。