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吸附是目前化工领域中一种被广泛采用的分离技术。吸附分离技术应用的核心之一是能有效地实现目标产物分离的吸附剂，其中络合吸附剂在工业气体分离、纯化、液体分离、环境保护、生物分离等领域得到了很好地应用。随着研究者们对络合吸附理论的逐步了解，新型的络合吸附剂被不断开发和改进。本论文的主要目的是开发新型络合吸附剂并应用于乙烯/乙烷分离、废水处理和深度脱硫。 首先，以孔道长程有序、高比表面积的介孔炭CMK-3为载体，利用碳材料的还原性以及稳定性，采用固相研磨热分散法将CuCl负载于介孔炭CMK-3上制备了一种新型的络合吸附剂。通过X-射线衍射(XRD)和77 K氮气吸附-脱附等温线等表征手段，确定了将CuCl负载于介孔炭CMK-3上的最优的热处理条件。在氮气气氛下300℃处理4h，活性组分CuCl可有效地保持Cu(Ⅰ)的价态并分散。CuCl在介孔炭CMK-3上的引入，明显地提高了吸附剂对乙烯/乙烷的吸附选择性，而且选择性随着CuCl负载量的增加而增加。吸附性能最优的是8CuCl/CMK-3吸附剂，在30℃、100 kPa时，乙烯/乙烷的平衡分离系数为2.67，吸附剂对乙烯的吸附量为3.55 mmol·g-1，对乙烷的吸附量仅为1.33mmol·g-1。乙烯、乙烷的吸附量均随吸附温度的升高而减小，温度的变化对该络合吸附剂的吸附性能的影响比较大，有利于该吸附剂的脱附。根据介孔炭CMK-3和CuCl/CMK-3络合吸附剂上乙烯、乙烷的吸附热与平衡吸附量的变化关系的结果，在CuCl/CMK-3络合吸附剂上，乙烯的吸附热随着吸附量的增大而减小，乙烯在CuCl/CMK-3络合吸附剂上表面吸附不均匀;相反，乙烷的吸附热并不随着吸附量的增加而变化，乙烷在介孔炭CMK-3和CuCl/CMK-3络合吸附剂上表面吸附均匀。采用分别考虑物理吸附和化学吸附的模型对乙烯在CuCl/CMK-3络合吸附剂上的吸附实验数据进行关联，而乙烷的吸附等温线数据用Langmuir吸附等温线模型关联，所选择的模型均能很好地拟合实验数据。 通过铜物种改性介孔氧化硅SBA-15制备Cu2O/SBA-15吸附剂。将原粉SBA-15与硝酸铜固相研磨后在空气中焙烧得到CuO/SBA-15，改进了传统的二价铜还原方法，首次设计了蒸汽诱导还原法，成功地利用甲醛/水蒸汽在140℃下热处理4h将载体SBA-15上负载的CuO还原成Cu2O而得到吸附剂Cu2O/SBA-15，还原温度和时间比高温自还原法(700℃，12h)有明显地降低。制备了在载体上分散状态不同的CuO前驱体，考察了铜物种被还原的能力与其分散状态的关系，结果表明，高分散的CuO容易还原为Cu2O，而处于聚集状态的CuO不容易被还原。对比蒸汽诱导还原法和高温自还原法的CuO还原率，通过H2-TPR和一价铜滴定实验结果证实，采用蒸汽诱导还原法的还原率(100％)明显高于高温自还原法的还原率(57.85％)。本文还探讨了该还原反应的历程，根据甲醛的还原性质和实验的表征结果，推出负载的CuO在氧化还原反应中分三步转化为Cu2O，反应中会产生中间产物Cu(OH)2·H2O、甲酸和最终产物CO2。对比考察了所得的吸附剂与传统的高温自还原法制得的吸附剂对乙烯/乙烷的吸附性能，蒸汽诱导还原法制得的吸附剂CuAS(4)-OV对乙烯吸附性能最优。采用双langmuir模型可以很好地拟合单组分的吸附数据，结合理想吸附溶液理论预测了各吸附剂对乙烯/乙烷的吸附情况。 将上述硝酸铜分解为CuO和铜物种的还原这两步集中在一步进行，即通过蒸汽诱导还原法实现将载体上的硝酸铜直接还原制备吸附剂Cu2O/SBA-15。将硝酸铜与SBA-15固相研磨后所得的样品直接在甲醛水蒸汽中在150℃反应10 h还原制得吸附剂Cu2O/SBA-15。采用低温氮气吸附-脱附、XRD、FT-IR等表征手段表征吸附剂，采用滴定法测定了吸附剂中一价铜的含量，并用动态吸附实验评价吸附剂对模型废水中甲基橙的吸附性能。由于活性组分CuO和甲基橙的苯环或N=N双键的络合作用，与原材料介孔硅SBA-15相比，Cu2O/SBA-15吸附剂对甲基橙的吸附性能有明显地提升。随着Cu2O负载量的增加，载铜吸附剂对甲基橙的吸附能力呈现先升高后降低的趋势，吸附剂CuCS(8)-NV对甲基橙的吸附性能最好，吸附量可达328 mg·g-1。所有改性SBA-15样品均可以在较短时间内（大约200 min）达到吸附平衡，采用二级动力学方程可以很好地拟合吸附动力学数据。 最后，研究了五种金属有机骨架材料(MOFs)的脱硫性能。通过两种羧酸配体（均苯三甲酸和对苯二甲酸）与四种金属离子(Zn2+、Cu2+、Fe3+、Cr3+)的组合，合成了五种MOFs材料(MOF-5、HKUST-1、MIL-53(Fe)、MIL-53(Cr)、MIL-101(Cr))，系统地考察了这五种比表面积、孔径、孔型和金属中心具有明显差异的MOFs材料对噻吩、苯并噻吩(BT)和4，6-二甲基二苯并噻吩(DMDBT)的吸附性能。MIL-53(Cr)对初始硫含量为550 ppm的噻吩和BT模型油溶液的吸附脱硫性能明显优于其他MOFs材料，MIL-101(Cr)对DMDBT的吸附性能最好。以噻吩为硫化物的代表，通过红外和质谱分析MOFs材料吸附噻吩后的情况，结果表明，MOFs材料的吸附脱硫是物理吸附和络合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。