微藻作为一种理想的高氮生物质，生长快速，产量和含氮量都很高。近年来，高温热处理技术已逐渐应用于微藻处理并制备生物柴油等领域。但对于中低温水热处理技术应用于微藻能源转化和资源应用目前还未展开深入的研究。已有研究证实产物中关键元素氮对于制备清洁生物油具有重要意义，而氮在不同水热参数下的分布和转化途径还不清楚，以及微藻生物炭用作碳材料的吸附特性也需要进一步的研究和认识。针对目前对水热处理过程中微藻脱氮机制的研究还有许多欠缺，本文开展了如下几个方面的研究：
　　首先，本研究采用钝顶螺旋藻作为代表性微藻，在水热条件下考察温度对螺旋藻水热碳化(HTC)处理过程中氮的分布与演变的影响。实验设置停留时间为30分钟，根据温度参数分为180℃、200℃、220℃、240℃、260℃以及280℃6个组。通过用XPS、NMR、FTIR光谱、SEM等多种手段分析不同温度下生物炭中含氮官能团种类，含量、结构和外貌特征等，进而揭示氮的化学形态及生成机理，从而进一步研究水热处理微藻脱氮机制和生物油中含氮物质转化机制。结果表明，反应温度对固相、水相和生物油中的氮物质的释放和分布有显著影响。在180℃时，升高HTC温度可使生物炭中的总氮含量由43.23%降低至17.47%，而生物油中总氮的含量逐渐增加至30%左右。生物炭中蛋白质-N和吡啶-N含量显著降低，吡咯-N、四元-N和无机氮含量显著增加。蛋白质随着温度升高脱氨基作用增强转化为更多的氨氮。在240℃时，无机氮从固相持续转变至液相。由GC-MS分析可知，生物油中含氮物质主要是蛋白质裂解和Maillard两个反应产生的胺类及氮杂环，而继续升高温度可使生物油产生更多的胺类和吡啶类化合物。由于吡咯-N和吡啶-N的聚合作用随温度升高而增强，生成了更为稳定的芳香氮杂环化合物，导致水热过程中的含氮物质集中在液相产物中以有机氮和无机氮为主。
　　此外，通过对螺旋藻的热解生物炭进一步地改性，探究了微波辅助改性螺旋藻生物炭脱除氨氮的效果，通过改变生物炭投加量、微波辐射时间和微波温度等实验参数。结果表明，微波辐射辅助改性生物炭去除氨氮快速有效。进而为微藻能源转化和资源化利用提供了一种新方法。