在现行的燃油脱硫策略中,氧化脱硫（ODS）不仅能够在温和的反应条件下去除难处理的芳香族有机硫化合物,而且能够选择性地将硫化合物转化为有价值的砜或亚砜产物,已受到众多研究者的关注,并有望替代或补强传统的石油脱硫技术（加氢脱硫）。然而,为实现高效和选择性催化氧化有机硫化合物,催化剂和反应条件是关键因素。因此,本文分别设计制备了三氧化钼与钛改性的硅酸盐复合催化剂和富电子的氮掺杂的碳材料负载的缺陷型二氧化钼复合材料,通过各种表征技术结合密度泛函理论计算（DFT）对催化剂的理化性质进行分析,同时通过实验对催化剂的ODS反应条件进行优化,从而实现燃油的超深度脱硫。具体工作如下:（1）一种具有催化有机硫的氧化和将产物与反应混合物分离的功能的三维有序介孔双功能催化剂。在此,可以通过三嵌段共聚物(EO20PO70EO20)辅助的原位合成结合逐步热解的方法合成钛掺杂的KIT-6负载MoO3纳米颗粒（平均粒径=1.33 nm）。该复合催化剂（Mo/KIT-6-Ti）表现出优异的ODS性能。当使用过氧化氢异丙苯（CHP）作为氧化剂时,Mo/KIT-6-Ti不仅可以在室温下40 min内完全去除燃油中的二苯并噻吩（DBT）,而且具有出色的从燃油中吸附和分离砜的能力。经过5个反应再生循环后,Mo/KIT-6-Ti上的DBT转化率在60 min内仍达到了99%以上。此外,动力学研究表明,DBT在Mo/KIT-6-Ti上的氧化反应具有极低的活化能（34.9 k J/mol）。自由基淬灭实验的数据表明,羟基自由基在ODS中起主要作用。该催化剂具有消除燃料脱硫中溶剂萃取步骤的需求并生产超低硫燃料的潜力。（2）阐明金属氧化物和载体之间的电子转移对复合催化剂的ODS活性和稳定性的影响。本工作将钼基金属有机骨架衍生的具有氧空位的二氧化钼（VO-MoO2）催化剂锚定在富电子的氮掺杂碳纳米管（NC）上,以获得出色的ODS活性和稳定性。结果表明,当CHP作为氧化剂,无论是燃油中的DBT或4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）在复合催化剂（VO-MoO2@NC）上催化氧化反应40 min后均能够100%去除。在5个反应周期后,DBT和4,6-DMDBT在VO-MoO2@NC上的去除率仍分别超过99.5%和95.0%。DFT计算和表征的结果证实了NC对VO-MoO2的强电子给体作用可以促进VO-MoO2的分散并削弱Mo–O键的键能,从而导致活性位点的暴露和氧空位（VO）的富集。此外,由于电子从NC转移到VO-MoO2而引起的界面间强静电相互作用可以减少催化剂活性相的浸出。此项研究将会为合理调节催化剂的电子结构以优化ODS性能提供参考,并为高性能ODS催化剂的构建开拓新思路,即通过将过渡金属氧化物负载在NC上以增强金属氧化物和载体之间的电子的相互作用。