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生物质是一种资源丰富、环境友好、可再生的廉价资源，目前生物油制烯烃尚处于研发初期，提高烯烃产率、减少催化剂失活、揭示反应机理是生物油制烯烃研究过程中尚待解决的核心问题。本论文研究了生物油及其模型化合物催化裂解制低碳烯烃过程。获得的创新性结果包括：
(1)采用镁改性的分子筛催化剂Mg/HZSM-5，得到烯烃产率为0.25kg olefins/(kgbio-oil)和生物油转化率为59.3 C-mol％的良好效果；
(2)发现添加Mg可调节分子筛的酸度和酸分布，提高了烯烃选择性并抑制积碳的形成；
(3)生物油催化裂解制低碳烯烃的性能与它的化学组分及其氢碳比相关。具体内容如下：
一、生物油催化裂解制低碳烯烃研究
利用浸渍法制备的Mg/HZSM-5催化剂，研究了反应温度、镁含量、空速反应条件对生物油转化率、烯烃产率和产物分布的影响。当温度从500℃上升到650℃，生物油碳转化率从75.2 C-mol％增加到96.9 C-mol％，600℃时烯烃选择性达到最大值(59.3C-mol％)，产率达到0.25kg olefins/(kgbio-oil)，低碳烯烃产物中主要是乙烯和丙烯。当催化剂中镁含量从0增加到5.0wt％时，低碳烯烃的选择性和产率增加，进一步增加镁含量导致生物油转化和烯烃的选择性降低。当空速从0.4h-1增加到4.8h-1，碳转化率从92.6C-mol％大幅度降低到60.6 C-mol％，空速增加导致烯烃选择性和产率下降。同时，催化剂稳定性测试表明，连续反应45小时，生物油的转化从93C-mol％降低到72 C-mol％，低碳烯烃的产率从0.25kg olefins/(kgbio-oil)降低到0.16kg olefins/(kgbio-oil)，低碳烯烃的选择性变化不显著。与生物油催化裂解相比，生物油热裂解主要发生在＞650℃的高温区域内，并且只产生微量烯烃。
二、生物油制低碳烯烃催化剂表征
采用NH3-TPD、XRD、XPS、TGA、Raman催化剂表征手段，分析了反应前后的催化剂，发现在HZSM-5中负载镁元素可调节分子筛的酸度和酸分布，但没有改变其结构，通过镁改性，提高了烯烃选择性并抑制积碳的形成。
三、生物油模型化合物催化裂解制低碳烯烃研究
采用甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、甲苯和苯酚作为生物油模型化合物，结果发现以乙醇为代表的醇类具有最高的烯烃选择性，而以苯酚和甲苯为代表的芳香族化合韧效果最差。生物油含氧有机物通过脱羰，脱羧，脱水，低聚化等反应而形成低碳烯烃。