摘要
由于传统化石能源日益减少以及化石燃料燃烧导致的环境问题日益严峻，可再生能源引起研究人员的广泛兴趣。其中利用生物质能源代替化石燃料受到世界各国的重视，并且一直都是学术界的研究热点。微藻具有光合作用效率高、倍增速率快、油脂产率高、不与粮食争土地等优点，被公认为是最合适的第三代生物质能源原料。在微藻的转化方式中，水热液化可将藻类生物质在高温高压下转化为生物油，但其中N，O等杂原子影响生物油燃烧性能。为了提高水热液化转化效率的同时尽可能的去除杂原子含量，本文开发了两种不同类型催化剂并用于微藻水热液化制备生物油。具体研究内容与结论如下： 以Keggin型(Mo-V-P)杂多酸为催化剂催化微藻HTL制备低氮生物质油。在300℃，2h，5wt%H4PMo11VO40的最佳条件下生物质油的产率为29.95wt%，相比非催化HTL增加了19.66%。氮元素含量为1.09%，含氮化合物减少了71.17%。根据生物质油及水相的详细表征(包括GC-MS，TGA，元素分析等)提出了可能的催化机理。杂多酸通过催化细胞化合物的水解来增加生物质油的产率，并通过避免碳水化合物和蛋白质水解的中间体之间的美拉德反应来降低其氮含量。 以MgAl-LDHx/LDOx为催化剂催化微藻HTL制备低氧生物质油。在300℃，2h，5wt%MgAl-LDH2的最佳条件下生物质油的产率为32.8wt%，相比非催化HTL增加了16.29%。具有更高酸性位点的MgAl-LDH3比MgAl-LDO3催化细胞化合物的水解效率更高；与非催化HTL相比，分别增加了12.98%和9.72%的生物质油产率。具有更多碱性位点的MgAl-LDO3比MgAl-LDH3更有效地催化脂肪酸的脱羧和脱羰，分别使生物原油的O/C降低22.59%和11.79%。最后根据生物质油及水相的详细表征(包括GC-MS，TGA，元素分析等)提出了可能的催化机理。
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