表面活性劑分子在氣液界面發(fā)生吸附，圖7是表面活性劑分子在吸附過程中的示意圖。濃度很稀時吸附量小，表面吸附分子較少，可以平躺在氣液界面；隨著濃度增高，在中等濃度，時表面吸附分子在溶液表面的取向性有較大的隨意性，同時存在平躺、斜立和直立3種取向；當濃度繼續(xù)增大到飽和吸附時，表面吸附分子逐漸向分界面靠攏，疏水基指向氣相，親水基指向體相形成直立狀態(tài)較為緊密的定向排列；繼續(xù)增大濃度到高濃度，表面活性劑溶液濃度過高會減弱與水分子間氫鍵的作用，降低了水合物生成的推動力，降低水合物生成速率。同時濃度過高也會使表面活性劑分子在成核初期階段，大量的聚集于氣液界面，阻礙了水合物進一步生成，這正是高濃度體系中，在初期階段出現(xiàn)了短暫誘導期的原因。

達到飽和吸附濃度時，可以有效地降低氣液界面層的界面張力，使氣體分子迅速地進入界面層并達到飽和狀態(tài)形成氣泡，在界面層上與水分子形成水合物晶核。在水分子與氣體分子的作用下晶核表面開始形成水合物薄層，從而增加了2個界面：氣體—水合物界面和水合物—水界面。當界面張力降到最低時，表面活性劑分子會在溶液中形成膠束。長碳鏈表面活性劑分子的膠束聚集數(shù)較多，形成的膠束較大，這些分子相互把疏水基靠在一起，親水基指向外側形成了球體，膠束模型如所示。

溶液中的水分子與形成球面的親水基結合，氣體分子被包裹在空腔里，起到了良好的增溶作用。隨著表面活性劑分子運動到氣體—水合物界面與氣體分子接觸，增大了氣液接觸面積，從而提高了水合物的生長速率。當表面活性劑分子碳鏈長度較短時，膠束聚集數(shù)較少，無法形成球體膠束，不能有效地促進水分子與氣體分子的接觸。

而此時溶液濃度正是飽和吸附濃度，吸附分子以較為緊密的直立狀態(tài)定向的排列在界面上，在液面形成了一層致密的單分子膜，使得水合物僅僅在氣—液界面上生成。隨著界面處水合物的逐漸增多，會起到“固封”的作用，阻隔了甲烷氣體分子與水分子之間進一步的傳質，傳熱，使水合物生成速率逐漸降低，直至停止生成。