当今社会,随着人类工业及经济的不断发展,对于能源的需求也日趋上升。然而,地球上石油储量有限,并且矿物燃料燃烧会带来大气污染、水质污染和温室效应等环境影响,由此引发的社会问题也日益显著。据有关专家估计,2050年世界储藏的石油资源会面临枯竭。因此,对于可再生环境友好型能源的开发研究也势在必行。作为一种可再生清洁能源,生物柴油具有毒性低、硫含量及芳香烃含量少,十六烷值高,容易易降解和可再生等优点,被视为是石油最好的替代燃料,已受到越来越多的关注。海洋微藻作为制备生物柴油的第三代原料,被公认为是生产生物柴油的最有希望的来源。微藻是一种光合微生物,相对于其他生物质,具有较为简单的生长需求及较高的光合利用率。它可以通过光合作用的过程将二氧化碳,水和太阳光转化为生物质。具备许多优点,包括细胞内油脂增长率的快速,油脂含量高,较低的生长空间要求等。在过去的一二十年中,微波和超声波辐射技术已广泛应用于许多领域。超声波可以加强液液反应体系间的传质。超声波辅助具体较多的优势,如提高转化率、节约反应时间等。微波辐射也是一种行之有效的加速和增强化学反应的方法,因为它直接提供反应的能量。本研究采用小球藻、甲醇为原料,综合考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、醇油摩尔比、超声波功率五个因素对酯交换反应制备生物柴油的影响。通过改变各因素的数值,观察不同条件下对生物柴油产量的影响,并且采用正交试验法对实验结果进行分析和优化,最终确定反应的最佳条件。超声波辅助微藻制备生物柴油,最佳的反应条件为:醇藻质量比为4:1,反应温度为70℃,催化剂用量为藻粉的7%,超声波功率为100W。在这个条件下生物柴油的转化率可达4.0%以上。微波辅助微藻制备生物柴油,反应的最优条件:醇藻质量比为3:1、微波功率为100W、催化剂占藻重9%、反应温度80℃。在此条件下,得到生物柴油平均转化率为2.43%。超声波-微波协同辅助微藻制备生物柴油的最佳的反应条件为最为:醇藻质量比为5:1、催化剂为微藻重7%、超声波功率为600W。在此条件下,生物柴油的平均转化率为5.92%。运用相关仪器设备(GC-MS、FTIR、1H NMR、TGA)对制备出的生物柴油进行定性分析,其中傅里叶红外光谱1172 cm-1,1197 cm-1,1247cm-1处出现了脂肪酸甲酯的伸缩振动吸收峰,核磁共振氢谱化学位移2.3ppm及3.6ppm两峰,GC-MS脂肪酸甲酯组成等结果均显示海藻油脂成功转化为脂肪酸甲酯,即生物柴油。