在气体水合物技术的实验研究中,表面活性剂被广泛采用,因为表面活性剂的加入使得水合反应物的两相界面张力降低,水合反应物两相之间扩散阻力减小,客体分子在水中的溶解度和过饱和度增大,水合反应的诱导时间缩短,从而加速了水合物的生成。因此在水合物技术的研究中,关于表面活性剂在水合物技术中应用的研究成果占有很大比重,这些研究成果主要集中在水合物生成和分解动力学以及相平衡条件方面。为了初步揭示表面活性剂对水合物生成过程的影响机理,本文就表面活性剂在水合物生成过程的影响作了以下定量的研究。表面活性剂溶液的表面张力在其浓度为CMC时最小,所以本文在8.4～20℃范围内,以水合物实验中常用的表面活性剂SDS、SDBS和SLS为研究对象,利用界面张力仪测定了浓度为CMC（常温下的CMC）下的表面活性剂溶液与HCFC141b的界面张力以及H₂O与HCFC141b的界面张力,并就表面活性剂对水/HCFC141b的界面张力的降低程度作了定量研究,发现表面活性剂在临界胶束浓度下能有效地降低水合反应物的两相界面张力。这三种表面活性剂对降低HCFC141b/水间两相界面张力效果明显,表面活性剂的加入使HCFC141b/水两相界面张力降低至原来的9～62%,与SDS和SLS相比,SDBS对降低HCFC141b/水两相界面张力的效果最好,同时发现HCFC141b的表面张力约为相同温度下水的表面张力的30%。温度是影响表面活性剂CMC的一个很重要因素,在水合反应中的温度与通常测定CMC时的温度存在较大的差异,冈此确定水合物生成温度下的CMC非常必要。所以本文又以SDS和SDBS为例,测定了不同浓度表面活性剂溶液在不同温度下的表面张力,在此基础上确定了表面活性剂SDS和SDBS在HCFC141b水合物生成条件（8.4℃）下的CMC,其值分别为1950和400ppm。同时发现SDS溶液的浓度为500ppm及SDBS溶液的浓度为100ppm时已经将溶液的表面张力降低到了一个很低的水平。水合反应中客体相不同,相平衡条件也不同,为了使实验结果更广泛适用于水合物技术的研究及应用,本文又以SDS为例,利用电导率仪测定了1～40℃范围内SDS溶液在不同温度和浓度下的电导率,并求得了在1～40℃温度范围内SDS的CMC和温度的解析关系。关系式为:C_cmc=-0.00014862t⁵+0.01482654t⁴-0.51139450t³+7.72226492t²-62.11395313t+2644.94421135从而可以得到在一个较大温度范围内表面活性剂的CMC值,使实验结果可以应用于不同的水合物实验。在此温度范围内,SDS的CMC存在着一个极小值,即温度为24.6℃时对应的SDS的CMC为2267ppm。通过分析实验结果我们知道:表面活性剂的加入,使水的表面存在一个定向排列的吸附层,非极性基团朝着水面以上,使得表面活性剂溶液的表面张力急剧降低;由于吸附层的存在,使水合反应中的非极性客体分子被大量粘附在表面活性剂分子的非极性基团上,通过布朗运动带入到溶液,从而增大了水合反应中客体相在水中的溶解度;随着客体相在水中溶解度的增人,客体相与水的接触面积增大,从而促进了水合反应的快速进行。本文的创新点及其意义在于:（1）首次得到了HCFC141b在8.4～20℃范围内的表面张力;（2）得到了在1～40℃范围内SDS的CMC和温度的解析关系。