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面对日益严峻的环境污染问题，燃油产品的清洁化处理具有重要的现实意义。低共熔剂具有传统萃取脱氮剂不可比拟的优点。本文以实现燃油深度脱氮为目标，设计制备三大体系，并结合分子水平的理论模拟计算研究其制备及萃取机理。 以脂肪醇/芳香醇为氢键供体、以季铵盐为氢键受体，设计制备低共熔剂，研究其密度、粘度、互溶度等基本性质与低共熔剂不同组分之间的关系。将低共熔剂应用于模拟汽油萃取脱除非碱性氮化物过程中，筛选出两种性能优良的低共熔剂[TBAC][ETA]2、[TBAC][BBA]2，运用FT-IR和1H NMR等技术表征其结构。优化其脱氮工艺：剂油比为1∶10、萃取温度30℃、萃取时间15min、静置时间1h，对模拟油中吲哚的萃取效率分别为99.81%、95.66%。萃取剂经反萃取再生后，重复使用6次脱氮效果无明显变化，循环使用性好。根据密度泛函理论，对低共熔剂分子进行结构优化，得到其最稳定构型，然后对其最稳定构型进行静电势和约化密度梯度的分析。研究发现制备的低共熔剂分子间作用力主要是氢键、范德华力等，并且这些弱的相互作用力在萃取脱氮过程的也发挥重要作用。 以呋喃甲醇、季铵盐为原料，设计制备低共熔剂，研究其不同组分及比例对其基本性质的影响。筛选出性能优异的萃取剂[TBAC][FAL]2，对其结构进行FT-IR和1H NMR等表征。将低共熔剂应用于模拟汽油脱氮过程中，优化工艺：剂油比为1∶10、萃取温度30℃、萃取时间15min、静置时间1h、转速为800r/min，对模拟油中氮化物吡咯的萃取效率可达97.17%，对吲哚的萃取效率可达99.70%。萃取剂经反萃取再生后，重复使用5次，脱氮效率在90%以上。结合理论分子模拟计算，对低共熔剂分子及萃取脱氮过程进行计算和分析，发现氢键、范德华力等弱的作用力是低共熔剂形成及脱氮过程的主要作用力。 以酸类化合物、酰胺类化合物为原料，设计制备一系列低共熔剂。探讨所形成的低共熔剂的不同组分、比例与萃取效率之间的关系。筛选脱氮性能优异的萃取剂[NMEA][DBPA]，采用FT-IR和1H NMR等技术对其结构进行表征。将低共熔剂应用于模拟汽油脱碱性氮化物喹啉和非碱性氮化物吲哚过程中，优化其脱氮工艺：剂油比为1∶7、萃取温度30℃、萃取时间60min、静置时间1h、转速为800r/min，[NMEA][DBPA]对吲哚的萃取效率为83.78%，喹啉的萃取效率为94.52%。所制备的低共熔萃取剂对模拟油中碱性氮化物的萃取效果明显优于非碱性氮化物。萃取剂经反萃取再生后，重复使用4次仍具有很好的萃取性能。结合芳香醇类低共熔剂和呋喃甲醇类低共熔剂的模拟计算分析，可以从分子、原子角度推测低共熔剂分子可能存在的萃取脱氮机理。 本文成功设计制备了三大体系的低共熔萃取剂，并将它用于模拟汽油脱氮过程中，运用实验与模拟计算相结合的方式，研究低共熔剂制备及萃取机理，为实现燃油的清洁化处理提供了高效绿色新途径。