CN114184671B - 用于确定表面活性剂在岩石表面的吸附层数的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种用于确定表面活性剂在岩石表面吸附层数的方法，其特征在于，包括：在流通池中放置二氧化硅芯片传感器；向流通池中通入第一注入液，以得到芯片传感器稳定的第一频率与耗散；在稳定时间达到第一时长后向流通池中通入第二注入液，其包含表面活性剂溶液；在第二注入液在芯片传感器的表面被吸附稳定达到第二时长后，得到第二频率与耗散；再次向流通池通入第一注入液，以解吸第二注入液中吸附在芯片传感器表面的表面活性剂，以使得芯片传感器的频率回到第一频率；计算表面活性剂溶液在芯片传感器上的吸附质量；计算芯片传感器吸附的厚度变化：根据吸附质量和厚度变化分析表面活性剂在岩石表面的吸附层数。
Description
技术领域
本发明涉及传感器检测技术领域，特别涉及一种以石英晶体微天平技术连续动态监测表面活性剂吸附质量与厚度，从而计算其在固体表面的吸附层数的分析方法。
背景技术
随着石油生产需求的增加，提高石油采收率(EOR)为生产更多原油提供了前景。化学驱油作为其中最有前景的方法之一，常使用表面活性剂，表面活性剂因其能够降低油水界面张力和改变矿物表面的润湿性被用于提高石油采收率。然而，影响表面活性剂驱油提高采收率的主要问题在于表面活性剂驱油过程中吸附到多孔岩石表面，从而造成吸附损失。不仅降低了驱油效率，还增加了经济成本。因此，实时监测表面活性剂在岩石表面的动态吸附行为对降低表面活性剂的损失具有重要意义，有助于开发更有效的驱油策略。
目前，关于表面活性剂在岩石上的静态吸附实验开展较多，而关于表面活性剂在岩石上的动态吸附研究较少。
发明内容
本发明实施例目的是提供一种用于确定表面活性剂在岩石表面的吸附层数的方法。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于确定表面活性剂在岩石表面的吸附层数的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：在石英晶体微天平的流通池中放置二氧化硅芯片传感器；
步骤S2：向所述流通池中通入第一注入液，以得到所述二氧化硅芯片传感器稳定的第一频率与耗散。
步骤S3：在稳定时间达到第一时长后向所述流通池中通入第二注入液，所述第二注入液包含表面活性剂溶液；
步骤S4：在所述第二注入液在所述二氧化硅芯片传感器的表面被吸附稳定达到第二时长后，得到第二频率与耗散。
步骤S5：再次向所述流通池通入第一注入液，以解吸所述第二注入液中吸附在所述二氧化硅芯片传感器表面的表面活性剂，以使得二氧化硅芯片传感器的频率回到所述第一频率；
步骤S6：根据公式(1)和(2)通过Kelvin-Voight模型拟合计算表面活性剂溶液在所述二氧化硅芯片传感器上的吸附质量：
其中，h0是所述二氧化硅芯片传感器中二氧化硅的厚度，ρ0是二氧化硅的比重，hj是所述二氧化硅芯片传感器表面上第j层吸附膜层的厚度，ρj是第j层吸附膜层表面活性剂溶液密度，μj是第j层吸附膜层的弹性剪切模量，ηj是第j层吸附膜层的剪切粘度，D是耗散因子，f是二氧化硅芯片传感器的谐振频率，ω是二氧化硅的震动角频率，ηL是表面活性剂溶液的剪切粘度，δL是表面活性剂溶液的粘性渗透深度；
步骤S7：根据公式(3)计算所述二氧化硅芯片传感器吸附的厚度变化：
其中，Δδ是该厚度变化；
步骤S8：根据所述吸附质量和所述厚度变化分析表面活性剂在二氧化硅芯片传感器表面的吸附层数。
在本发明实施例中，所述步骤S8包括：
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面单层吸附量，其中，nmonolayer为所述表面单层吸附量，a为表面活性剂头基面积；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附总量，其中，nadsorbed为所述表面吸附总量，NA为阿伏伽德罗常数，M为表面活性剂分子量；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中Nlayers为所述表面吸附层数。
在本发明实施例中，所述步骤S8包括：
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附总量，其中nadsorbed为所述表面吸附总量，NA为阿伏伽德罗常数，M为表面活性剂分子量；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中Nlayers为所述表面吸附层数，nmonolayer为所述二氧化硅芯片传感器的表面单层吸附位点。
在本发明实施例中，所述步骤S8包括：
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中，Nlayers为所述表面吸附层数，ltail为表面活性剂的分子尾链长度。
在本发明实施例中，所述二氧化硅芯片传感器为二氧化硅为基底的石英晶体芯片传感器，所述石英晶体芯片传感器的厚度为0.3μm，面积为0.2cm2，基本谐振频率为5MHz。
在本发明实施例中，所述第一注入液为去离子水或盐溶液，盐溶液的浓度范围为1至100mM/L。
在本发明实施例中，所述第二注入液为纯表面活性剂溶液或表面活性剂溶液与盐的混合溶液。
在本发明实施例中，通入所述第一注入液或所述第二注入液的流速为200μL/min，工作温度为25℃。
在本发明实施例中，方法还包括：
步骤S5结束后的清洗步骤，所述清洗步骤包括：
用去离子水以200μL/min的恒定流速冲洗整个系统，所述系统包括所述流通池以及连接管路；
将所述石英晶体芯片传感器分别用去离子水、乙醇和异丙醇冲洗3次，然后在异丙醇中浸泡两小时；
取出所述石英晶体芯片传感器，放在纯净稳定的氮气流中温和干燥；
收置所述石英晶体芯片传感器。
在本发明实施例中，所述第一时长的范围为5至20分钟，所述第二时长的范围为5至10分钟。
通过上述技术方案，提供了一种以石英晶体微天平技术动态监测表面活性剂分子在固体表面吸附行为的新方法，从三种角度(头基面积，吸附位点，尾链长度)进行分析，具有分析全面，算法简便，可实时监测动态吸附行为等优势。
另外，本发明实施例从表面活性剂头基面积，尾链长度，岩石表面吸附位点三种角度出发，提供了一种计算表面活性剂在岩石表面吸附层数的方法，从纳克尺度研究岩石表面表面活性剂吸附行为，为研究更高效、更经济的表面活性剂提供了可靠的理论基础。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出的根据本发明实施例的用于确定表面活性剂在岩石表面的吸附层数的方法的流程图；
图2示意性示出的根据本发明实施例的用于确定表面活性剂在岩石表面的吸附层数的方法中使用表面活性剂SDBS在二氧化硅芯片上得到的不同倍频的QCM-D频率图；
图3示意性示出了根据本发明实施例的用于确定表面活性剂在岩石表面的吸附层数的方法中使用表面活性剂SDBS在二氧化硅芯片上得到的不同倍频的QCM-D耗散图；
图4为表面活性剂SDBS在二氧化硅芯片上吸附质量图；
图5为表面活性剂SDBS在二氧化硅芯片上吸附厚度图；
图6为模拟的表面活性剂在岩石上吸附层数构型图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
在本发明实施例中，术语二氧化硅芯片传感器、石英晶体芯片传感器、二氧化硅芯片、石英晶体芯片可以互换使用。
本发明实施例可以采用具有耗散功能的石英晶体微天平(QCM-D)以纳克灵敏度对模型矿物表面的吸附和解吸过程进行实时定量分析，从分子层面研究表面活性剂在岩石表面的吸附行为，为表面活性剂在岩石表面的吸附机理提供理论基础。
图1示意性示出的根据本发明实施例的用于确定表面活性剂在岩石表面的吸附层数的方法的流程图。如图1所示，在本发明实施例中，方法可以包括以下步骤。
步骤S1：在石英晶体微天平的流通池中放置二氧化硅芯片传感器；
步骤S2：向所述流通池中通入第一注入液，以得到所述二氧化硅芯片传感器稳定的第一频率(基线f0)与耗散；
步骤S3：在稳定时间达到第一时长后向所述流通池中通入第二注入液，所述第二注入液包含表面活性剂溶液；
步骤S4：在所述第二注入液在所述二氧化硅芯片传感器的表面被吸附稳定达到第二时长后，得到第二频率(f1)与耗散；
步骤S5：再次向所述流通池通入第一注入液，以解吸所述第二注入液中吸附在所述二氧化硅芯片传感器表面的表面活性剂，以使得二氧化硅芯片传感器的频率回到所述第一频率；
步骤S6：根据公式(1)和(2)通过Kelvin-Voight模型拟合计算表面活性剂溶液在所述二氧化硅芯片传感器上的吸附质量：
其中，h0是所述二氧化硅芯片传感器中二氧化硅的厚度，ρ0是二氧化硅的比重，hj是所述二氧化硅芯片传感器表面上第j层吸附膜层的厚度，ρj是第j层吸附膜层表面活性剂溶液密度，μj是第j层吸附膜层的弹性剪切模量，ηj是第j层吸附膜层的剪切粘度，D是耗散因子，f是二氧化硅芯片传感器的谐振频率，ω是二氧化硅的震动角频率，ηL是表面活性剂溶液的剪切粘度，δL是表面活性剂溶液的粘性渗透深度；
这里，h0是二氧化硅芯片传感器中二氧化硅的厚度，就是传感器芯片中都有石英晶体即二氧化硅，交变电场作用于石英晶体时，晶体会产生机械振动。当外加交流电压的频率为一定的f值时，振幅明显增大，出现压电共振。当物质吸附在晶体上时，晶体的表面质量会发生变化，共振频率也会改变，得到Δf。不同芯片只是表面镀的膜不同，h0就是石英晶体厚度。
步骤S7：根据公式(3)计算所述二氧化硅芯片传感器吸附的厚度变化：
其中，Δδ是该厚度变化，
步骤S8：根据所述吸附质量和所述厚度变化分析表面活性剂在二氧化硅芯片传感器表面的吸附层数。
具体地，可以如上述步骤S1至S5得到的第一频率与耗散和第二频率与耗散选取多个倍频进行拟合，拟合模型选用粘弹性模型，即Kelvin-Voight模型，拟合公式为公式(1)公式(2)，以得到最终的拟合质量Δm。
在本发明实施例中，步骤S8：根据所述吸附质量和所述厚度变化分析表面活性剂在岩石表面的吸附层数可以采用头基面积法、吸附位点法和尾链长度法三者中的一种或者多种。
在本发明实施例中，步骤S8可以采用头面积法，具体可以包括以下步骤：
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面单层吸附量，其中，nmonolayer为所述表面单层吸附量，a为表面活性剂头基面积；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附总量，其中，nadsorbed为所述表面吸附总量，NA为阿伏伽德罗常数，M为表面活性剂分子量；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中Nlayers为所述表面吸附层数。
在本发明实施例中，步骤S8可以采用吸附位点法，具体可以包括以下步骤：
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附总量，其中nadsorbed为所述表面吸附总量，NA为阿伏伽德罗常数，M为表面活性剂分子量；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中Nlayers为所述表面吸附层数，nmonolayer为所述二氧化硅芯片传感器的表面单层吸附位点。
在本发明实施例中，步骤S8可以采用尾链长度法，具体可以包括以下步骤：
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中，Nlayers为所述表面吸附层数，ltail为表面活性剂的分子尾链长度。
在本发明实施例中，二氧化硅芯片传感器可以为二氧化硅为基底的石英晶体芯片传感器，所述石英晶体芯片传感器的厚度为0.3μm，面积为0.2cm2，基本谐振频率为5MHz。例如，石英晶体芯片传感器可以购自Biolin Scientific。
在本发明实施例中，第一注入液可以为去离子水或盐溶液，盐溶液的浓度范围可以为1至100mM/L。盐溶液浓度可以基于表面活性剂的耐盐性来确定。
在本发明实施例中，第二注入液可以为纯表面活性剂溶液或表面活性剂溶液与盐的混合溶液。在一示例中，混合溶液中的盐溶度可以与第一注入液的相同。在一示例中，第二注入液可以为0.02wt％的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液，该浓度为SDBS表面活性剂的临界胶束浓度。
在本发明实施例中，在步骤S5中再次注入第一注入液是为了解吸第二注入液中吸附在石英晶体芯片表面的表面活性剂。
在本发明实施例中，通入所述第一注入液或所述第二注入液的流速可以为200μL/min，工作温度可以为25℃。
在本发明实施例中，该方法还包括：
步骤S5结束后的清洗步骤，所述清洗步骤包括：
用去离子水以200μL/min的恒定流速冲洗整个系统，所述系统包括所述流通池以及连接管路；
将所述石英晶体芯片传感器分别用去离子水、乙醇和异丙醇冲洗3次，然后在异丙醇中浸泡两小时；
取出所述石英晶体芯片传感器，放在纯净稳定的氮气流中温和干燥；
收置所述石英晶体芯片传感器，例如可以将石英晶体芯片传感器收回放置盒内。在一个示例中，为保证芯片传感器的稳定性与准确性，每个芯片使用次数不超过五次。
在本发明实施例中，第一时长可以为10分钟，所述第二时长可以为5分钟。
在本发明实施例中，假设每一层都覆盖了整个石英晶体芯片传感器的有效区域，每层具有均匀的吸附厚度，每一层都是同质的，所有层的粘弹性特性都可以通过Voigt模型表示来描述，传感器共振的介质是牛顿流体，所有层均无应力，即各层不包含内应力。在一示例中，执行上述方法的分析模型可以为smartfit模型。
以下结合一具体示例并参考图2至图6进一步阐述本发明实施例的方法及其有益效果。
实施监测各倍频下石英晶体芯片表面上SDBS的吸附量
(1)选用二氧化硅芯片传感器，芯片传感器厚度为0.3μm，面积为0.2cm2，基本谐振频率为5MHz。为了消除表面污染，在每次测量之前，传感器芯片依次用去离子水、乙醇和异丙醇冲洗3次。随后，将传感器芯片放在干净的氮气流中温和干燥。传感器芯片放入流通池中，连接好管线，设置温度为25℃，先通入第一注入液(注入液1)即去离子水稳定半小时，重新打开一个工作页面继续通入去离子水，得到基线f0。
(2)待基线f0稳定五分钟后通入第二注入液(注入液2)，注入液2为0.02wt％的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液，该浓度为SDBS表面活性剂的临界胶束浓度。
(3)吸附曲线f1稳定五分钟后再次通入注入液1即去离子水，由于SDBS亲水，再次通入去离子水的目的是为了祛除先前吸附在二氧化硅芯片表面的SDBS分子，使吸附曲线再次回到基线，保存数据。每种溶液重复测量2-4次，以保证所得数据的准确性和可靠性。每次实验之后，按步骤(1)冲洗石英晶体芯片传感器，QCM-D的流通模块和连接管也需要清洗，按照与冲洗石英晶体芯片传感器相同的过程进行。
(4)使用QSenseDfind分析软件对数据进行处理，导出各倍频下的吸附曲线的数据表格，在origin软件中处理数据，如图2和图3。考虑吸附膜的粘弹性，选用smartfit进行分析，通过选择第3到第11倍频来测试Voigt模型，以得到吸附质量和吸附层厚度。选取1～3.5分钟的频率作为f0，7～9.5分钟的频率作为f1，对3～11倍频的f0、f1进行拟合，得到卡方(χ2)值约为0.1，表明与Voigt模型完美契合。计算的质量和厚度分别为Δm＝941.46ng/c2和Δδ＝9.41nm，在origin中做出吸附质量图和厚度图如图4和图5。
(5)基于步骤(4)得到的吸附质量Δm和吸附厚度Δδ，可以大致预测表面活性剂在岩石表面吸附的层数，该预测可以用三种不同的方法进行。
①头基面积法
估计吸附层数量的一种可能方法是通过表面活性剂头基面积a得到单位面积单层表面活性剂分子数量，SDBS分子的头基由磺酸盐基团组成。假设分子头基是一个完美的球体，SDBS分子的头基面积约为a＝0.54*10-14cm2，可以得到单层吸附的分子量，由芯片表面吸附的总质量除以单层吸附的质量，即可得到吸附的层数。由于这种方法忽略了存在更高密度的有利吸附位点，因此吸附的层数可能被高估。
石英晶体芯片表面单层吸附量：
石英晶体芯片表面吸附总量：
吸附层数：
②吸附位点法
吸附位点法是分析石英晶体芯片表面上的SDBS吸附位点密度的数量，假设单层吸附分子的数量相同，单位面积分子数量为单位面积石英晶体芯片表面吸附位点的数量，石英晶体芯片单位吸附位点为nmonolayer＝5*1014(monolayer/cm2)，再通过芯片表面单位面积吸附的分子总量便可得到吸附的层数。该方法认为表面活性剂对吸附位点非常敏感，这种方法中的隐含假设是所有吸附位点均被占据，其中表面活性剂与位点比1:1，因此可能导致估计单层分子数量偏高，低估岩石芯片表面吸附层数。
石英晶体芯片表面吸附总量：
岩石芯片表面吸附层数：
③尾链长度法
预测吸附层数量的最后一个方法是将一个单层的厚度与表面活性剂的尾链的长度进行关联，通过在Materials studio软件中建立表面活性剂分子求得表面活性剂尾链长度，SDBS分子尾链长度约为ltall≈1.8nm，吸附厚度Δδ可由(2)得到，这种方法认为表面活性剂尾部完全延伸(未自身折叠)，忽略了尾部的可能倾斜弯曲，因此吸附的层数也可能被高估。
岩石芯片表面吸附层数为：
本发明实施例的方法通过三种不同角度预测表面活性剂吸附层数，吸附模型构型图如图6，在表面活性剂-水-岩石体系中，表面活性剂的吸附过程主要是通过表面活性剂的亲水性头部基团与岩石表面带电部位之间的静电相互作用进行。表面活性剂以单层覆盖在二氧化硅表面上时，表面活性剂疏水链暴露在水中，这会导致吸附能量不平衡，这种不平衡可以通过尾链的相互作用形成双层结构来克服，因此形成的层数多为双层。
本发明实施例相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明实施例提供了一种以石英晶体微天平技术动态监测表面活性剂分子在固体表面吸附行为的新方法，从三种角度(头基面积，吸附位点，尾链长度)进行分析，具有分析全面，算法简便，可实时监测动态吸附行为等优势，可为我国研发更经济，更高效的表面活性剂，增加驱油效率提供良好的理论基础。
2、本发明实施例从表面活性剂头基面积，尾链长度，岩石表面吸附位点三种角度出发，提供了一种计算表面活性剂在岩石表面吸附层数的方法，从纳克尺度研究岩石表面表面活性剂吸附行为，为研究更高效、更经济的表面活性剂提供了可靠的理论基础。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种用于确定表面活性剂在岩石表面的吸附层数的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：在石英晶体微天平的流通池中放置二氧化硅芯片传感器；
步骤S2：向所述流通池中通入第一注入液，以得到所述二氧化硅芯片传感器稳定的第一频率与耗散；
步骤S3：在稳定时间达到第一时长后向所述流通池中通入第二注入液，所述第二注入液包含表面活性剂溶液；
步骤S4：在所述第二注入液在所述二氧化硅芯片传感器的表面被吸附稳定达到第二时长后，得到第二频率与耗散；
步骤S5：再次向所述流通池通入第一注入液，以解吸所述第二注入液中吸附在所述二氧化硅芯片传感器表面的表面活性剂，以使得二氧化硅芯片传感器的频率回到所述第一频率；
步骤S6：根据公式(1)和(2)通过Kelvin-Voight模型拟合计算表面活性剂溶液在所述二氧化硅芯片传感器上的吸附质量：
其中，Δf是吸附前后二氧化硅芯片传感器的谐振频率差，h0是所述二氧化硅芯片传感器中二氧化硅的厚度，ρ0是二氧化硅的比重，hj是所述二氧化硅芯片传感器表面上第j层吸附膜层的厚度，ρj是第j层吸附膜层表面活性剂溶液密度，μj是第j层吸附膜层的弹性剪切模量，ηj是第j层吸附膜层的剪切粘度，ΔD是吸附前后耗散因子的差值，f是二氧化硅芯片传感器的谐振频率，ω是二氧化硅的震动角频率，ηL是表面活性剂溶液的剪切粘度，δL是表面活性剂溶液的粘性渗透深度；
步骤S7：根据公式(3)计算所述二氧化硅芯片传感器吸附的厚度变化：
其中，Δδ是所述厚度变化，C是常数因子，n是吸附量；
步骤S8：根据所述吸附质量和所述厚度变化分析表面活性剂在二氧化硅芯片传感器表面的吸附层数；
所述步骤S8包括以下中的一者：
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面单层吸附量，其中，nmonolayer为所述二氧化硅芯片传感器的表面单层吸附量，a为表面活性剂头基面积；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附总量，其中，nadsorbed为所述表面吸附总量，Δm是吸附质量，NA为阿伏伽德罗常数，M为表面活性剂分子量；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中Nlayers为所述表面吸附层数；或，
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附总量，其中nadsorbed为所述表面吸附总量，Δm是吸附质量，NA为阿伏伽德罗常数，M为表面活性剂分子量；
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中Nlayers为所述表面吸附层数，nmonolayer为所述二氧化硅芯片传感器的表面单层吸附量；或，
根据计算所述二氧化硅芯片传感器的表面吸附层数，其中，Nlayers为所述表面吸附层数，ltail为表面活性剂的分子尾链长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅芯片传感器为二氧化硅为基底的石英晶体芯片传感器，所述石英晶体芯片传感器的厚度为0.3μm，面积为0.2cm2，基本谐振频率为5MHz。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一注入液为去离子水或盐溶液，盐溶液的浓度范围为1至100mM/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二注入液为纯表面活性剂溶液或表面活性剂溶液与盐的混合溶液。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通入所述第一注入液或所述第二注入液的流速为200μL/min，工作温度为25℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
步骤S5结束后的清洗步骤，所述清洗步骤包括：
用去离子水以200μL/min的恒定流速冲洗整个系统，所述系统包括所述流通池以及连接管路；
将所述石英晶体芯片传感器分别用去离子水、乙醇和异丙醇冲洗3次，然后在异丙醇中浸泡两小时；
取出所述石英晶体芯片传感器，放在纯净稳定的氮气流中温和干燥；
收置所述石英晶体芯片传感器。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时长的范围为5至20分钟，所述第二时长的范围为5至10分钟。
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