在大量烯烃和芳烃共存的油品中所含微量的噻吩类硫化物（尤其是噻吩及短链烷基噻吩）的超深度移除一直是困扰油品清洁化研究者的难题。相比众多脱硫技术而言,选择性吸附脱硫技术成为了油品超深度脱硫的首选。然而,吸附剂的硫容量低和选择性差是多年以来难以突破的关键所在。本课题组和相关研究团队经过多年的深入研究发现,阻碍该技术发展的核心挑战主要是来自于对现有吸附剂脱硫活性位的认知不足。因此,本文以金属改性Y分子筛作为一种典型脱硫吸附剂,通过全面获悉分子筛中非骨架物种和B酸活性位的化学形态和分布规律,进而在吸附剂中定向设计、构建和调控有效吸附活性位,从而实现噻吩硫与吸附活性位间的充分耦合,这对获取高效脱硫吸附剂具有非常重要的理论和实践意义。本文采用原位红外光谱和TPD-MS技术系统研究了噻吩硫在传统改性Y分子筛活性位上的吸附与转化机制。研究表明,噻吩和甲基噻吩在HY和Ce Y分子筛上均会发生低聚反应,且非骨架Ce物种会与B酸活性位协同促进低聚反应的发生。而苯并噻吩因动力学直径较大而无法发生低聚反应,只能通过物理吸附作用于活性位上。更重要的是,通过对比均含有B酸活性位的HY、Ce Y和Cu（I）-Y分子筛,还发现其具有不同L酸性的非骨架物种化学形态同样决定了低聚反应的发生与否。为了深度剖析作为L酸活性位的非骨架物种的化学转化及其属性,本文采用多种原位技术、TGA、XPS和H2-TPR等方法辨析了金属改性Y分子筛中非骨架物种随焙烧温度和负载量的动态化学转化规律及落位情况,并探讨了其与骨架结构间的关联性。通过实时监测Ce Y分子筛在原位焙烧过程中羟基红外吸收峰的变化趋势,系统阐述了Ce羟基化物种在分子筛中的四种基本化学转化过程、落位及各个阶段Ce物种的存在形态。同时采用D2O和噻吩吸附红外光谱,证实了分子筛中活性位物种的化学属性,尤其是一直存在争议的3523 cm-1红外吸收峰,即归因于SOD笼中形成的Ce羟基化物种导致硅铝桥羟基O（2）H红外吸收峰3556 cm-1的红移。对Cu改性Y分子筛而言,当焙烧温度在120～400℃时,分子筛中铜物种主要以[Cu（OH）（H2O）]+和Cu（OH）+的化学形态存在。但在惰性气氛下焙烧时（温度超过400℃）,Cu羟基化物种将转化为Cu+、（Cu-O-Cu）2+、（Cu-O2-Cu）2+和Cu O等铜物种化学形态,并优先落位于超笼中。随着Cu/Al比增加,Cu+和（Cu-O-Cu）2+物种的含量先增加后减小,而（Cu-O2-Cu）2+和Cu O物种的含量会持续上升。在系统开展相关理论研究的基础上,发现通过巧妙控制金属物种负载量和焙烧温度以及有效吸附活性位的激活条件,实现了改性Y分子筛中活性位物种化学形态的有效调控。基于以上理念,成功设计出Ce Y和Cu（I）-Y分子筛两个系列优良的吸附剂。这些吸附剂对含噻吩模型油均展现出优异的穿透吸附硫容量（分别为18.5和30.4 mg（S）/g）,较以往文献报道的最大值分别提升了约5.0倍和2.2倍。利用原位红外光谱、GC-SCD/MSD耦合技术和DFT计算,进一步地探究了上述吸附剂的脱硫机制。研究表明,对于Ce Y分子筛而言,其穿透吸附硫容量的提升主要归因于分子筛超笼中形成的大量Ce（III）羟基化物种与B酸活性位协同增强了噻吩低聚反应。而对Cu（I）-Y分子筛而言,其穿透吸附硫容量的提升主要归因于噻吩仅通过物理吸附作用于超笼中形成大量的Cu+、（Cu-O-Cu）2+和（Cu-O2-Cu）2+物种及B酸活性位上。此外还研究了,当芳烃存在时,Cu（I）-Y分子筛中（Cu-O2-Cu）2+物种的形成能显著提高对噻吩的吸附选择性。但烯烃存在时,上述两种吸附剂对噻吩的选择性均明显下降,这主要归因于其在B酸活性位上发生的催化反应,掩盖了吸附脱硫活性位。在前期工作的基础上,本论文提出了一种新的调控Y分子筛中活性位的方法。这种方法不仅调变了B酸活性位的化学属性,而且还有效改变了Cu+物种周围的化学环境,为此获得新型Cu（I）-NH4Y脱硫吸附剂,进而实现最优吸附脱硫性能,其穿透硫容量可达到31.0 mg（S）/g,比文献报道最大值高约2.3倍。重要的是,对含20.0 wt.%1-己烯及0.8 wt.%苯的噻吩模拟油,此吸附剂的穿透吸附硫容量与传统的Cu（I）-Y相比,分别实现了零的突破和提升了约6倍。