油品清洁化是油品发展的必然趋势。基于所在团队稀散元素功能性化合物合成与应用研究的多年工作积累,结合油品清洁化进展需求和钼化合物功能化优势,确定了燃油氧化脱硫催化剂和免硫磷绿色润滑油添加剂为本研究的两个突破口。在设计、合成一系列新型功能型钼化合物的基础上,重点考察、研究了其在油品清洁化中的应用,特别是在以上两方面的应用。合成了 3大类18种钼(钨)功能型化合物。包括10种八钼酸盐化合物(4种咪唑类八钼酸盐、3种喹啉类八钼酸盐、3种哌啶类八钼酸盐)、4种过氧钼酸盐化合物、4种钼(钨)酸盐室温离子液体。通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(1H NMR)、高分辨质谱(HR-MS)、元素分析等分析方法,对所合成的功能型化合物进行结构表征,结果表明,所合成化合物与目标产物结构一致。以所合成的3类10种八钼酸盐化合物为催化剂对二苯并噻吩模拟油(Oil-DBT)进行脱硫研究,发现3类八钼酸盐在萃取催化氧化脱硫体系中均具有很好的催化效果,硫脱除率均能达到98%以上。随阳离子上烷基侧链长度的增加,3类八钼酸盐的脱硫率均呈现先增大后减小的规律,并以侧链上C原子个数为12时,脱硫率最大。烷基侧链长度相同时,3种不同含N杂环修饰的八钼酸盐对氧化脱硫反应的催化活性由强到弱的顺序为:[C12mim]4Mo8026>[C12qui]4Mo8026>[C1,12pip]4Mo8026。通过考察催化剂用量、反应温度、H202用量以及萃取剂用量对脱硫效果的影响,分别确定了[C12mim]4Mo8026、[C12qui]4Mo8026、[C1,12pip]4Mo8026为催化剂时的最佳反应条件。将三种催化剂应用到实际汽油样品中硫化物的脱除实验研究,同样取得了较好的效果。通过红外光谱和质谱表征方法,进行了反应机理的初步研究,确定了模拟油中二苯并噻吩(DBT)的氧化产物为二苯并噻吩砜(DBTO2),推断八钼酸盐催化氧化脱硫时的活性中间体结构为单钼过氧化物。以所合成的4种过氧钼酸盐作为催化剂,对模拟油中DBT的脱除反应进行实验。研究表明,4种催化剂对脱硫反应的催化活性由强到弱的顺序为:[C16mim]2Mo2O11>[C1,16pip]2Mo2O11≈[C1,16pyr]2Mo2O11>[C16qui]2Mo2O11。通过考察催化剂用量、反应温度、H2O2用量以及萃取剂用量对脱硫效果的影响,优化了[C16mim]2Mo2O11和[C1,16 pip]2Mo2O11脱除模拟油中DBT的最佳反应条件。以[C16mim]2Mo2O11为催化剂在催化剂用量 0.25 wt%([C16mim]2 Mo2O11/n-octane)、n(H2O2)/n(S)(O/S比)为 4、剂油体积比为1:10的条件下30℃反应1 h可取得98.9%的脱硫率,且该催化剂循环10次催化活性未见明显降低。以[C16mim]2Mo2O11催化不同真实油品脱硫,取得令人满意的脱硫率,脱硫率最高可达92.3%。将所合成的钼(钨)酸盐离子液体加入到润滑油基础油中进行摩擦学性能研究。油溶性实验表明:[N8,8,8,1]2MoO4和[N8,8,8,1]2WO4在400SN基础油中的溶解性优于[C4,8 im]2MoO4 和[C4,8im]2WO4。通过四球机对[N8,8,8,1]2MoO4和[N8,8,8,1]2WO4在 400SN 基础油中的摩擦性能进行测试发现,[N8,8,8,1]2MoO4的摩擦性能优于[N8,8,8,1]2WO4。加入0.5 wt%[N8,8,8,1]2MoO4可提高400SN基础油的烧结负荷(PD值)一个等级,提高最大无卡咬负荷(PB值)23.8%,降低磨斑直径(WSD)34.6%。对长磨实验后钢球表面的X光微区分析(EDS)显示,钼(钨)离子液体优良的摩擦学特性可能和摩擦过程中形成的含有MoOx或WOx和FeOx的化学沉积膜有关。铜片腐蚀试验显示添加0.5 wt%[N8,8,8,1]2MoO4和0.5 wt%[N8,8,8,1]2WO4的400SN基础油对铜片几乎没有腐蚀性。