近年来，微藻在产油方面的研究取得了一些进展。然而，由于微藻含有大量的多糖、蛋白质和游离脂，这些成分在热解的过程中极易受热分解，导致生物柴油中氧和氮含量较高，影响生物油的品质。最近，我们采用三氟醋酸(TFA)、高碘酸钠(SP)、球磨机(MES)和球磨-高碘酸钠(BSP)等方法从小球藻中分离难降解有机质（NHC），应用元素分析、13C交叉极化/总边带抑制 (CP/TOSS NMR)及其对应的偶极去相核磁共振技术和Rock-Eval热解分析对其进行了表征，并使用封闭式高压釜-黄金管裂解实验对不同分离方法提取的NHC组分进行了裂解研究，取得了一些非常有意思的进展。
结果表明，SP和BSP方法提取的NHC具有较高的产率(图1)，TFA和SP方法分离的NHC组分聚亚甲基碳含量较高，极性碳含量较低，与藻质素的结构相似(图2)。此外，Rock- Eval分析评价的NHC组分的氢指数与核磁共振方法估计的生烃潜力值(OGP)高度相关，表明核磁共振是评估微藻生物聚合物生烃潜力的有效手段。最后，在360？C进行的封闭热解实验中，NHC组分展现出较原始小球藻更高的OGP值，且小球藻及其NHC组分热解产物中的总正构烷烃(n-C6-33)含量随热解时间的增加而增加(图4)。本研究中SP分离的NHC组分表现出较高的产率和OGP值，以及较低的O和N含量，表明SP方法可用于生物油的研究和开发。
该研究受到国家自然科学基金项目(42177399)、广东省科技支撑计划项目(2017B030314057, 2019B121205006)和国家重点实验室专项基金项目(SKLOG2020-3)的资助，研究成果近期发表在Organic Geochemistry上。
论文信息：
Hu, Shujie (胡淑捷), Kong, Xianglan (孔祥兰), Xu, Decheng (徐德成), Yang, Yu (杨余), Ran, Yong* (冉勇), Mao, Jingdong (毛景东). Compositions, structures, and confined pyrolysis of the alga Chlorella and its nonhydrolyzable fractions. Organic Geochemistry, 2022, 171: 104482. DOI10.1016/j.orggeochem.2022.
104482
图1. 不同分离方法NHC的产率和有机碳回收率。
图2. 不同分离方法NHC组分的13C NMR谱图。 细线：非选择性CP/TOSS光谱；粗线：对应的偶极去相CP/TOSS光谱。
图3. Rock-Eval 测定的HI值与核磁共振测定的产油产气碳之间的关系。红色方块是前期研究报道的藻类-NHC样品。
图4. 在不同裂解时间下，小球藻及其NHC组分产生的正构烷烃(n-C6-33)含量。
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