随着我国农业生产技术的飞速发展,粮食产量日益增加,农业生产带来了大量的农林剩余物。农林剩余物作为一种典型生物质材料,是一种可再生的清洁能源,将它热解液化产生的生物油进一步加工用作优秀的化工原料,可以产生很高的经济和环境效益。本研究主要开展钙镁氧化物及碳酸盐（CaO、CaCO₃、MgO、MgCO₃）催化热解农林剩余物（稻壳、木渣、药渣）的研究工作,研究金属氧化物和碳酸盐的催化性能、催化反应动力学以及热解产物（炭、油、气）特性,考察生物炭的土壤水分保持与养分吸附性能,以期为农林剩余物催化热解多联产工业化应用提供科学的理论依据。主要实验结果如下:（1）本论文采用TG/DTG分析及阿伦尼乌斯方程计算生物质催化热解/燃烧反应动力学。研究表明,碳酸镁具有很强的生物质热解/燃烧催化活性,能明显降低反应活化能并且抑制焦炭的燃烧。TG-MS分析结果表明,钙基催化剂（CaO/CaCO₃）在低温条件下能够捕获生物质分解出的二氧化碳。此外,碳酸钙催化热解可产生更多的一氧化碳气体,而碳酸镁在400-700℃温度段能够抑制二氧化碳的产生。（2）本论文采用农林剩余物与钙镁催化剂共热解制备高钙/镁生物质热解炭。研究表明,相比其他两种生物炭,药渣炭比表面积为512 m²/g。添加碳酸镁可以增加稻壳和木料炭的比表面积。木料炭的保水性能高于稻壳炭与药渣炭。保水性能强弱与比表面积有很大关系。吸附动力学研究结果表明,养分（如钾离子、磷酸根）的解吸附行为符合伪二阶动力学模型。高钙/镁生物炭有较好的养分保持性能。（3）本论文研究钙镁催化剂催化（共）热解农林剩余物与PVC塑料。研究表明,稻壳热解油主要产物是酚类（约28%以上）。添加钙镁催化剂能够减少生物油中化合物的种类,降低含氮化合物、酸类的量并增加醇、酮的含量,且含镁催化剂能够进一步促进酚类产物的转化。在钙镁催化剂催化热解的条件下,添加PVC塑料可以降低油中酸的含量并提升碳氢化合物的含量,制备出的较高品质生物油可用于燃料油前驱物。