硅藻生長調(diào)控富集油脂及其生物柴油特性研究.pdf

1、大力發(fā)展生物柴油對于推動低碳能源、節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。微藻與陸生植物相比，具有生物量大、生長周期短、油脂含量高、不占用耕地等特點，已成為生物燃油原料的首選原料之一。
　　 為了提高硅藻生長富集油脂并且轉(zhuǎn)化制取生物柴油的能力，本文以纖細(xì)角毛藻(Chaetoceros gracilis)和新月菱形藻(Nitzschia closterium)為代表，研究了硅藻生長條件(pH值、氮濃度、硅濃度、培養(yǎng)時間)對其富集

2、油脂的影響規(guī)律和促進(jìn)機(jī)理，發(fā)現(xiàn)在缺硅缺氮條件下適當(dāng)延長培養(yǎng)時間能夠顯著提高油脂含量，纖細(xì)角毛藻的油脂含量和產(chǎn)油能力明顯高于新月菱形藻。當(dāng)培養(yǎng)基中硅濃度(Na2SiO3·9H2O)由200降低到0 mg/L、氮濃度(NaNO3)由12.0降低到0.5 mmol/L、培養(yǎng)時間由8天延長到32天時，纖細(xì)角毛藻的干燥生物質(zhì)中油脂含量由13.25％提高到31.74％(達(dá)到2.4倍)，細(xì)胞產(chǎn)油能力達(dá)到39.62 mg/L；通過堿催化酯交換反應(yīng)將兩種

3、硅藻的生物原油轉(zhuǎn)化為生物柴油，氣相色譜分析得到其主要脂肪酸成分為C14:0、C16:0、C16:1、C16:2、C16:3、C18:3、C20:5。發(fā)現(xiàn)兩種硅藻細(xì)胞生長富集油脂的過程具有一定規(guī)律性：在開始階段的氮充足期各脂肪酸含量緩慢增長，在氮缺乏抑制期各脂肪酸含量有所降低，然后細(xì)胞適應(yīng)了氮饑餓條件明顯增強(qiáng)了合成油脂的能量代謝途徑，使得各脂肪酸含量顯著升高。兩種硅藻在適當(dāng)?shù)牡獫舛葪l件下得到含量最高的油脂中，短鏈肪酸含量較多并且長鏈脂肪酸

4、含量較少。兩種硅藻生物柴油的脂肪酸成分比黃連木和光皮樹生物柴油要復(fù)雜，碳鏈較長，且含有較多量的C20:5。
　　 通過熱天平研究了兩種硅藻生物柴油的熱解特性，并與黃連木和光皮樹等生物柴油進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)纖細(xì)角毛藻生物柴油的熱解殘余量要低于新月菱形藻，但高于光皮樹和黃連木生物柴油。兩種硅藻生物柴油的熱解開始溫度和結(jié)束溫度基本在光皮樹和黃連木生物柴油之間，兩種硅藻的熱解活化能較低，與光皮樹生物柴油相近，但遠(yuǎn)低于黃連木生物柴油。在兩種硅