生物柴油是一种含氧清洁燃料,是以可再生资源为原料而制成,然而由于其碳数分稚主要集中在14-18,造成其低温流动性较差,在低温情况下,易结晶和凝胶化,限制了生物柴油的应用。本课题拟首先采用模拟生物柴油研究不同来源、不同组成的生物柴油的组成与其低温流动性的构效关系,考察其在低温下晶型结构、形貌以及在热力学上发生相转变的机理,然后采用低温透射电镜、低温原位XRD探讨生物柴油低温流动改进剂自身的低温性能,最终选择代表性的流动改进剂研究其在低温下与生物柴油相互作用机理,并从计算化学的角度建立低温下生物柴油与流动改进剂相互作用理论模型与分子模拟,从而为开发新型的生物柴油流动改进剂提供理论基础。本研究对于生物柴油的市场推广具有极其重要的应用研究意义,有利于缓解我国能源紧张的现状,保障能源安全和保护生态环境。实验所得主要结论如下：(1)生物柴油中脂肪酸甲酯除去甲氧基部分的碳链结构中碳原子数大于或等于16个时,其量增加并不都是都可以降低体系的冷凝点。其次,随着钙碳链结构双键数的增加,降低体系冷凝点的效果趋于明显。但其中碳原子数相同时,含不含双键决定了随着其量增加会使体系冷凝点降低还是升高。随着硬脂酸甲酯在生物柴油中的量的增加,蜡晶的结晶速率变化不大,析出的晶体量也变少,同时使得体系的固液相变能变小,分散体系更加稳定,但是冷凝点升高。(2)随着亚麻酸甲酯在生物柴油中的量的增加,蜡晶的结晶速率减小,析出的晶体量变少,同时使得体系的固液相变能变小,分散体系更加稳定,冷凝点降低。(3)大部分常用的降凝剂都对生物柴油有一定的降凝效果,但是降凝效果大都不是特别显著,因此开发新型高效的生物柴油降凝剂或者设计优良的复配降凝剂就显得尤为重要。(4)由正交复配实验可知,10-330与AH-BSFH以1：8复配降凝效果最好,使生物柴油的凝点和冷滤点分别降低5℃和3℃。(5)DSC分析表明,在生物柴油中加入复配降凝剂后,降凝剂主要是通过其分子结构中的极性基团伸入脂肪酸甲酯晶体的晶核中,非极性基团分布在晶体表面来提高蜡晶所处分散体系的稳定性来起到降凝的作用。(6)偏光显微镜表明,生物柴油中添加复配降凝剂后,降凝剂通过其分子结构中的极性基团伸入到脂肪酸甲酯的晶核中与之发生共晶作用,从而改变晶体的形态与分散状态,进而提高生物柴油的低温流动性能。(7)低温XRD分析表明,在加剂生物柴油中降凝剂改变了蜡晶的成长方式,析出的正交晶的含量减少,单斜晶和斜方晶的含量增多,体系中晶体尺寸较小,更容易通过滤网,另外,加剂生物柴油中的蜡晶量也较少,,所以总的结果是加剂生物柴油的冷滤点更低。(8)考察了甲基丙烯酸酯类降凝剂10-320的不同加入量和生物柴油与0#柴油掺混油不同组成对其冷滤点的影响,发现降凝剂加入量为1%时,B60的冷滤点最低,为-10℃。(9)DSC分析表明,B60中晶体的结晶速率最慢,析出的晶体量也最少,同时它所处的体系固液相变能最小,为0.579J.g-1,晶体分散在其中更稳定,因而降冷滤点效果最好。(10)偏光显微镜表明,B60中析出的晶体为尺寸更小的球状颗粒,粒径<20μm,更容易通过滤网,因而冷滤点最低。分析原因一方面是降凝剂与掺混油发生共品作用,改变其结晶过程,另一方面,两种油之间出于组分的差异会产生一定的排斥作用,抑制蜡晶的生长聚集,使晶体尺寸较小。(11)低温XRD分析表明,B60中析出的晶体的量较少,其中正交晶与单斜晶峰面积比为0.086,正交晶的含量相对较少,单斜晶的含量相对较多,而单斜晶更易通过滤网,所以B60的冷滤点更低。