微藻作为生物质能源，具有广阔的发展前景。随着全球石油资源的日益枯竭，环境的逐步恶化，生物质能源的应用可以减少人类对石化柴油的依赖，降低对环境的污染。同时发展生物质能源也是我国重要的能源战略，已经引起了全球各界的广泛关注。工业分析和元素分析结果显示，小球藻含氧量低于陆上木质类生物质，是一种挥发分含量较低，灰含量较高的生物质原料。利用TG/DTG热分析技术对小球藻热解特性进行分析。小球藻的热解过程与陆上生物质相似，其热解过程可分为脱水、主要热解和碳化三个阶段，热解阶段的最大失重率在60%以上。用Coats-Redfern积分法研究小球藻直接热解和催化热解动力学反应规律，得到其热解过程均可采用二级反应模型来进行描述。在管式电阻炉中，以小球藻为原料，对直接热解的生物油进行了GC-MS分析。结果发现，生物油主要成分为烃类、醛类、酮类、酚类和醇类化合物，以及分子量较大的羧酸及其衍生物，并包含了少量呋喃，吡啶等杂环化合物。选用介孔MCM-41和微孔HZSM-5两种分子筛作为催化剂，考察了催化剂种类对小球藻热解行为的影响。结果发现，微孔HZSM-5使生物油产率提高，稳定性增强，有利于改善小球藻热解油的品质和燃料用途。针对HZSM-5优化操作条件，其优化工艺条件为催化剂与小球藻的质量比为1:4，热解温度为600℃，升温速率为30℃·min-1，N2流量100mL·min-1。在最优操作条件下，生物油产率为23.82%，恒容低位发热量为31.896MJ·kg-1，含水率为7.001%。采用微孔分子筛中引入介孔物质的方法对微孔分子筛HZSM-5进行改性，NH3-TPD表征发现HZSM-5中加入10%MCM-41增加了催化剂表面酸中心的数量。以HZSM-5/MCM-41为催化剂，在管式炉内对小球藻进行了催化热解实验。结果表明：与HZSM-5催化剂相比，90%HZSM-5与10%MCM-41混合后生物油中3,7,11,15-四甲基-2-十六烯的选择性最好。羧酸类和含氮物质分别降低12.85%、43.97%，脂肪烃和芳烃的质量分数之和达到50.34%，且不存在硬脂酰胺和油酸腈等物质。根据元素分析可知，10%的MCM-41的引入使生物油含氧量降低23.52%，O/C原子比明显降低，H/C原子比得到提高，热值达到33.995MJ·kg-1，且油品组成与生物柴油接近。热重实验表明，分子筛催化剂失活主要是由于积碳的产生，HZSM-5/MCM-41具有良好的稳定性。用NaOH水溶液对HZSM-5分子筛进行脱硅改性来调整分子筛的酸性以及增加部分介孔结构。通过XRD、N2物理吸附、NH3-TPD、SEM对脱硅前后的HZSM-5分子筛进行表征，并研究了脱硅改性前后分子筛对小球藻催化热解的影响规律。结果表明，在适宜的温度和碱处理时间相同的条件下，改变NaOH水溶液的浓度，能调节分子筛晶体中产生的介孔比例，并改变分子筛酸性能。以0.3mol·L-1NaOH溶液在80℃下处理2h改性制备的HZSM-5分子筛催化剂，其表面酸量增加，酸强度降低，有利于反应。使小球藻催化热解产物中的氧大部分以CO和CO2的形式脱除，有效的降低生物油的含氧量。热解液体产率和生物油热值分别为46.83%、32.851MJ·kg-1，生物油中烃类物质总量达到40.34%（质量分数），羰基化合物和醇类物质明显减少。