化石能源日益短缺和环境污染严重是当今世界面临的两大迫切难题,大力发展可再生能源和新能源是能源安全和可持续发展的必然要求。利用海洋资源规模化养殖微藻生物质制取高品位液体燃料,是国际新能源开发的前沿研究热点和高技术竞争焦点,对发展低碳经济和循环经济具有重要意义。微藻具有含油量高、油质好、生长速度快、不占用耕地、减排二氧化碳、净化环境等独特优势,因此作为第三代生物质能受到越来越多的重视。为了解决传统利用干藻粉制油的巨大脱水能耗、以及简化传统油脂萃取和酯交换两步法制取生物柴油的复杂工艺流程,本文首次提出直接使用湿藻在微波加热条件下一步法制取生物柴油。对比了微波与传统加热、以及一步法与两步法对小球藻的湿生物质制取生物柴油的影响。发现在微波加热条件下大约77.5%的湿藻细胞壁破碎了,在细胞破壁后的油脂扩散速度是未破壁前渗透穿壁速度的152倍。使用湿藻微波加热一步法制取生物柴油明显优于传统使用干藻粉的两步法制油,发现微波转化湿藻一步法制生物柴油的动力学速率提高到传统方法的大约6倍,而制油热力学效率提高到传统方法的大约1.3倍。本文提出对微藻生物质进行分级利用制取不同品位的生物油,即直接使用湿藻微波加热一步法制取生物柴油以及藻渣水热反应制生物油,从而在利用水热反应不需要微藻脱水、能耗低和产油量大等优点的同时,解决了微藻全部生物质水热反应得到的生物油成分复杂和脱氧脱氮困难的问题。具体方法是直接使用湿藻微波辅助提取生物油,对其制取高品位的生物柴油或者航空燃油,对剩下的藻渣水热反应制取生物粗油。实验结果发现湿藻分级转化的制油过程得到的总生物油产量与湿藻全部生物质一步水热反应得到的产油量相当,而分级转化可以把生物油分成高低两个不同品位的生物油,能够更有效地进行后续加工利用。