海藻类生物质生物产量高,不占用耕地,具有巨大的资源开发潜力,且经催化热解可制取高品质的生物油。对海藻类生物质的催化热解研究具有重要的理论意义与应用前景。本文采用TG/DTG热分析技术对小球藻热解特性进行分析,发现小球藻热解过程可以分为4个阶段,且小球藻发生热解的温度明显低于木质类生物质。用Coats-Redfern法对小球藻热解进行反应动力学研究,确定在164.4-545.4℃温度范围内小球藻热解适合采用二级反应模型进行描述,利用最佳机理函数求出了相应的动力学参数和拟合直线方程。在管式电阻炉中,以小球藻为原料,选用介孔MCM-41和微孔Hp两种分子筛催化剂,考察了催化剂对小球藻热解行为的影响。结果发现,MCM-41使生物油中的烃类物质明显增加；Hp表现出一定的催化脱氧和择形芳构化的功能。MCM-41比Hp更有利于改善小球藻热解油的品质和燃料用途。针对全硅MCM-41优化操作条件,在最优操作条件下生物油产率为25.67%,恒容低位发热量为31.768MJ·kg-1,含水率为6.531%,运动粘度为23.51mm2·s-1。结合小球藻化学组成和生物油GC/MS分析结果,分析了小球藻在MCM-41作用下可能的催化热解转化路径。采用后嫁接法对全硅MCM-41进行改性,XRD和NH3-TPD表征发现杂原子Al、Zn和Mn的引入均使分子筛介孔结构的有序度降低,但提高了其酸量和酸强度。通过管式电阻炉中的催化热解实验发现,在一定范围内调整引入的Al含量有利于提高生物油产率。Zn促进了热解过程中的脱氢脱氧反应；Mn有利于提高生物油中烃类物质的含量。掺杂Zn和Mn的金属改性催化剂均使生物油产率下降,而Zn和Mn均具有较好的脱氮功效,并促进了小球藻内叶绿素的分解。