固定NH2-PEG-GO质量浓度（0.1 mg/mL），分析改变正辛烷溶液中PA质量浓度时界面张力的变化情况。动态界面张力的演变如图7所示，当正辛烷中PA质量浓度小于5 mg/mL时，即使加入微量的NH2-PEG-GO（0.1 mg/mL）就能够显著降低界面张力，相比于不添加NH2-PEG-GO时的情况降低了约15 mN/m。然而，随着PA质量浓度的增加（0.005~5 mg/mL），界面张力仅从32 mN/m降低到25 mN/m（图7B）。在不添加NH2-PEG-GO时，随PA质量浓度增加（0.005~5 mg/L），界面张力的下降值则约为20 mN/m（图7A）。这表明NH2-PEG-GO的添加使得PA在界面上吸附减少，NH2-PEG-GO成为降低界面张力的主导因素。然而随着PA质量浓度升高，PA的界面吸附量逐渐达到饱和，少量NH2-PEG-GO的存在不会显著降低界面张力。当PA的质量浓度达到5 mg/mL时，存在0.1 mg/mL NH2-PEG-GO仅比不存在时降低了约2 mN/m，这是由于此时界面被PA占满，没有足够的空间供NH2-PEG-GO进行吸附。

图7水相中NH2-PEG-GO质量浓度为（A）0 mg/mL和（B）0.1 mg/mL时，正辛烷/水之间的界面张力随PA质量浓度的变化曲线

为了进一步分析各组分对界面张力的贡献，分别计算了0.1、0.5和2.5 mg/mL NH2-PEG-GO和不同质量浓度PA的平衡表面压力ПBM、各组分单独添加时表面压力ПPA、ПGO以及这两部分表面压力的加和ПΣ，表面压力根据以下关系式（公式（7））进行计算。

ПBM/ПΣ反映了PA与NH2-PEG-GO对界面张力影响的累积效应。在所有研究条件下，ПBM/ПΣ<1，这表明在吸附后期PA与NH2-PEG-GO之间存在竞争吸附。并且，随着PA、NH2-PEG-GO质量浓度增加ПBM/ПΣ值减小，表明PA与NH2-PEG-GO之间竞争增强（图8）。

图8 PA和NH2-PEG-GO在不同质量浓度条件下的ПBM/ПΣ，t=1000 s

2.5脂肪酸链长度与质量浓度对NH2-PEG-GO水-油界面张力的影响

在前面的分析中，选用了软脂酸（C16）作为研究对象。同时也研究了脂肪酸链长度对脂肪酸与NH2-PEG-GO界面共吸附行为的影响，将不同烷基链长度的脂肪酸（正癸酸（C10）、软脂酸（C16）、花生酸（C20））溶解于正辛烷，固定水相中NH2-PEG-GO质量浓度（0.1 mg/mL），进行界面张力测试。

对比不同链长脂肪酸在不同质量浓度时的动态界面张力（图9A－9C），发现虽然脂肪酸在正辛烷中的扩散系数随着碳链的增长而减小（表2），但添加高质量浓度C20酸时，界面张力值到达平衡的时间明显缩短，这表明脂肪酸烷基链长度会影响脂肪酸在界面的性质。并且发现脂肪酸烷基链越长，与NH2-PEG-GO协同稳定的水-正辛烷界面张力越低。并且随着脂肪酸质量浓度增加，烷基链链长增加对界面张力降低效果越明显（图9D）。

图9不同质量浓度、不同烷基链长度脂肪酸（A）C10、（B）C16和（C）C20在NH2-PEG-GO水-正辛烷溶液之间界面张力随时间演变曲线及（D）不同烷基链长度脂肪酸的平衡界面张力随脂肪酸质量浓度变化曲线，NH2-PEG-GO质量浓度固定为0.1 mg/mL

表2脂肪酸分子的基本参数

当利用不同链长的脂肪酸与NH2-PEG-GO协同稳定水-油界面张力时，界面张力的降低需要考虑来自烷基链结构对界面张力的影响：研究发现脂肪酸的烷基链越长，其在界面排列的有序度越高，烷基链倾向于垂直于界面排列，在界面形成更紧密堆积的吸附层。同时还发现，脂肪酸的亲水羧基在界面上存在两种不同的状态，即未解离的—COOH和带负电荷的—COO-。当正辛烷中脂肪酸的质量浓度增加时，吸附在水-油界面上的脂肪酸分子间距离将逐渐拉近，此时脂肪酸分子疏水烷基链之间的范德华吸引相互作用以及—COOH与—COO-基团之间的离子-偶极吸引相互作用随之增强，并且发现这两种吸引相互作用将随烷基链长度的增加而增强，而吸引相互作用的增强也会缩短脂肪酸分子间距离，有利于分子在界面形成致密吸附层，从而有效降低界面张力。这可以解释在添加高质量浓度脂肪酸时，长链脂肪酸能更有效地降低界面张力的现象。

3结论

利用界面张力仪研究氨基化氧化石墨烯（NH2-PEG-GO）质量浓度、脂肪酸质量浓度以及脂肪酸链长度对于NH2-PEG-GO与脂肪酸在水-油界面共吸附动力学的影响。

结果表明，脂肪酸在吸附平衡阶段为扩散控制的过程，而NH2-PEG-GO在界面吸附平衡阶段符合混合动力学吸附机制，吸附过程存在能量势垒。当NH2-PEG-GO与脂肪酸共吸附时，二者存在协同效应。通过分析单个组分对总界面压力的影响，发现前期界面张力降低是由脂肪酸吸附引起，而NH2-PEG-GO的存在显著影响吸附后期的水-油界面张力值。而且在吸附后期，NH2-PEG-GO和脂肪酸分子之间存在竞争吸附，随着PA、NH2-PEG-GO质量浓度增加，二者的竞争吸附增强。同时，脂肪酸链长的增加有利于NH2-PEG-GO与PA在界面形成更致密的吸附层，从而更有效地降低界面张力。这些结果可以为NH2-PEG-GO在驱油领域的应用提供新的思路。