为有效控制燃油中的含硫化合物所带来的环境污染，各国政府不断出台日益严格的燃油含硫标准。传统的加氢脱硫可有效脱除燃油中的非噻吩类硫化物，但却很难脱除噻吩（thiophene）、苯并噻吩（benzothiophene，BT）、二苯并噻吩（dibenzothiophene，DBT）及其衍生物等。因此，研究者开发了许多非加氢脱硫方法，如吸附脱硫、萃取脱硫、氧化脱硫等。本文主要研究了三种催化剂在萃取催化氧化脱硫过程中的催化性能，开发了一种集成氧化脱硫的新方法，并考察了四种金属-有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks，MOFs）对含硫模型油的吸附脱硫性能。首先，本文研究了H₂O₂作氧化剂的萃取催化氧化脱硫方法。对所制备的三种Keggin型磷钨酸盐催化剂，通过元素分析、X射线衍射分析和红外光谱分析等手段分析了其组成和结构。以H₂O₂为氧化剂，1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF₆）为萃取剂，考察了这三种催化剂在萃取催化氧化脱硫体系中的催化性能。研究了温度、离子液体的亲水性、硫化物种类及催化剂、离子液体和H₂O₂的用量等因素的影响，得到了优化的脱硫条件。结果表明，这三种催化剂均表现出较高的催化活性，在40℃，质量比m（DBT-oil）:m([Bmim]PF₆=4:1，摩尔比n（H₂O₂）:n（S）:n（catalyst）=300:100:1的条件下反应1.5h，它们对初始硫含量为1000ppm的DBT模型油的脱硫率均可达到99.8%以上。憎水性的离子液体[Bmim]PF₆比亲水性的离子液体[Bmim]BF₄更适合于本脱硫体系。提出了本脱硫过程的反应机理，认为离子液体是反应相，离子液体中硫化物及过氧化催化剂的含量会严重影响脱硫效果。含有催化剂的离子液体在多次重复利用后，体系的脱硫性能下降很小，该离子液体可通过简单的萃取处理恢复其脱硫性能。其次，本文开发了一种集成氧化脱硫的新方法。通过集成异丙醇氧化生成原位H₂O₂和H₂O₂氧化脱硫，在催化剂[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PW₁₂O₄₀]的作用下，对含硫模型油进行氧化脱硫。考察了反应时间、反应温度、不同硫化物及异丙醇、引发剂、氧气和催化剂的用量等因素对脱硫性能的影响，优化了反应条件。发现[π-C₅H₅NC₁6H₃3]₃[PW₁₂O₄₀]的催化活性远大于H3PW₁₂O₄₀和[（C4H9）4N]3[PW₁₂O₄₀]，在70℃，m（DBT-oil）/m（isopropanol）=4:1，m（AIBN）/m（isopropanol）=4%，n（S）/n([π-C₅H₅NC₁6H₃3]3[PW₁₂O₄₀])=50:1，P氧气=1.4MPa的条件下反应6h，它们对DBT模型油的硫转化率分别为98.9%、34.9%和18.7%，其原因在于[π-C₅H₅NC₁6H₃3]3[PW₁₂O₄₀]对噻吩类硫化物具有更强的吸附性能，且在燃油中具有更好的分散性。对于整个集成反应过程，异丙醇自由基的生成是控制步骤，任何有利于该自由基生成的因素都能显著影响最终脱硫率。该集成过程能有效脱除模型油中的BT和DBT，在相对温和的条件下反应6h，硫转化率可达到96%以上；但对3-甲基噻吩（3-methylthiophene，3-MT）的脱除效果相对较差，90℃反应6h，硫转化率仅为43.3%。相同条件下，不同硫化物的脱除顺序为DBT> BT>3-MT，该顺序与其硫原子上的电子密度大小相一致。以DBT为代表，其集成氧化脱硫产物经表征证明为DBTO和DBTO₂的混合物。同样条件下，有异丙醇参与的集成反应硫转化率可达98.9%，远大于不加异丙醇时的5.1%，说明集成脱硫的效果明显优于传统的氧气氧化脱硫方法。脱硫后燃油中的硫氧化产物可通过简单的过滤-萃取方法除去，燃油中的异丙醇可水洗脱除。最后，本文研究了几种MOF材料的吸附脱硫性能。通过两种有机羧酸配体（H₃BTC和H₂BDC）与两种金属离子(Cu²⁺和Cr³⁺)的组合，合成四种MOF材料（Cu-BDC、Cu-BTC、Cr-BDC和Cr-BTC），系统考察了它们对模型油的吸附脱硫性能。结果发现，Cu-BTC、Cr-BDC和Cr-BTC的脱硫能力优于传统的沸石和活性炭，在30℃和m（DBT-oil）:m（MOF）=200:1的条件下吸附60min，它们对初始硫含量为1000ppm的DBT模型油的吸附脱硫容量分别可达到56.1、41.2和30.7mg S/（g MOF）。结果分析表明，MOF材料的吸附脱硫是物理吸附和化学吸附共同作用的结果，其脱硫能力是各种因素共同作用的结果，这些因素包括：合适的骨架结构、与目标硫化物相匹配的暴露的Lewis酸位点、以及合适的孔尺寸和孔型等。对于不同硫化物的吸附脱除性能，其顺序均为DBT> BT>3-MT，该顺序与其硫原子上的电子密度和π电子数量有关。脱硫后的MOF材料通过简单的醇洗方法再生，可重复利用五次以上。