近年來，微藻在產(chǎn)油方面的研究取得了一些進展。然而，由于微藻含有大量的多糖、蛋白質(zhì)和游離脂，這些成分在熱解的過程中極易受熱分解，導(dǎo)致生物柴油中氧和氮含量較高，影響生物油的品質(zhì)。最近，我們采用三氟醋酸(TFA)、高碘酸鈉(SP)、球磨機(MES)和球磨-高碘酸鈉(BSP)等方法從小球藻中分離難降解有機質(zhì)（NHC），應(yīng)用元素分析、13C交叉極化/總邊帶抑制 (CP/TOSS NMR)及其對應(yīng)的偶極去相核磁共振技術(shù)和Rock-Eval熱解分析對其進行了表征，并使用封閉式高壓釜-黃金管裂解實驗對不同分離方法提取的NHC組分進行了裂解研究，取得了一些非常有意思的進展。
結(jié)果表明，SP和BSP方法提取的NHC具有較高的產(chǎn)率(圖1)，TFA和SP方法分離的NHC組分聚亞甲基碳含量較高，極性碳含量較低，與藻質(zhì)素的結(jié)構(gòu)相似(圖2)。此外，Rock- Eval分析評價的NHC組分的氫指數(shù)與核磁共振方法估計的生烴潛力值(OGP)高度相關(guān)，表明核磁共振是評估微藻生物聚合物生烴潛力的有效手段。最后，在360？C進行的封閉熱解實驗中，NHC組分展現(xiàn)出較原始小球藻更高的OGP值，且小球藻及其NHC組分熱解產(chǎn)物中的總正構(gòu)烷烴(n-C6-33)含量隨熱解時間的增加而增加(圖4)。本研究中SP分離的NHC組分表現(xiàn)出較高的產(chǎn)率和OGP值，以及較低的O和N含量，表明SP方法可用于生物油的研究和開發(fā)。
該研究受到國家自然科學(xué)基金項目(42177399)、廣東省科技支撐計劃項目(2017B030314057, 2019B121205006)和國家重點實驗室專項基金項目(SKLOG2020-3)的資助，研究成果近期發(fā)表在Organic Geochemistry上。
論文信息：
Hu, Shujie (胡淑捷), Kong, Xianglan (孔祥蘭), Xu, Decheng (徐德成), Yang, Yu (楊余), Ran, Yong* (冉勇), Mao, Jingdong (毛景東). Compositions, structures, and confined pyrolysis of the alga Chlorella and its nonhydrolyzable fractions. Organic Geochemistry, 2022, 171: 104482. DOI10.1016/j.orggeochem.2022.
104482
圖1. 不同分離方法NHC的產(chǎn)率和有機碳回收率。
圖2. 不同分離方法NHC組分的13C NMR譜圖。 細線：非選擇性CP/TOSS光譜；粗線：對應(yīng)的偶極去相CP/TOSS光譜。
圖3. Rock-Eval 測定的HI值與核磁共振測定的產(chǎn)油產(chǎn)氣碳之間的關(guān)系。紅色方塊是前期研究報道的藻類-NHC樣品。
圖4. 在不同裂解時間下，小球藻及其NHC組分產(chǎn)生的正構(gòu)烷烴(n-C6-33)含量。
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