催化裂化（FCC）汽油约占我国成品油总量的80%。FCC汽油中的烯烃和硫含量很高,常用的加氢脱硫催化剂如Ni-Mo/Al₂O₃等虽然可以降低汽油中的硫含量,但在加氢脱硫过程中会造成烯烃大幅减少,使辛烷值损失。纳米ZSM-5分子筛催化剂由于晶粒小、微孔短、孔口多和外表面酸量大等特点,在催化脱除噻吩硫及烃类芳构化方面表现出比微米ZSM-5分子筛更好的活性和稳定性。负载稀土金属氧化物和过渡金属氧化物如Ni、Mo都可以进一步提高催化剂的活性及稳定性。本论文首先采用乙酸镍、硝酸镍和硫酸镍作为镍源,比较了用不同镍盐改性的纳米HZSM-5催化剂在FCC汽油脱硫降烯烃过程中的催化活性:在此基础上研究了稀土氧化物对HZSM-5及NiSO₄改性HZSM-5催化剂催化活性的影响:研究了HZSM-5负载NiSO₄制备的芳构化降烯烃脱硫工业催化剂（FDO）再生后SO₄^2-的流失对催化剂脱硫活性的影响;最后还研究了MoO₃改性对HZSM-5负载La₂O₃和NiSO₄制备的Ni-La/HZSM-5催化脱硫活性的影响。得到如下主要结果:1.Ni（Ac）₂和Ni（NO₃）₂改性的纳米HZSM-5催化剂的脱硫稳定性有明显改善,当用NiSO₄改性后,脱硫率达80%,并且稳定性有了很大提高。以γ-Al₂O₃和SiO₂小球为载体,分别负载NiSO₄、Ni（Ac）₂和Ni（NO₃）₂所做的对比研究表明,NiSO₄中的S=O与HZSM-5催化剂和γ-Al₂O₃载体中的铝氧化物之间存在着强的相互作用。这种强相互作用可以产生以下影响:（1）产生大量的L酸中心,提高L/B比值,增强L酸与B酸的协同作用;（2）使Ni盐在催化剂表面形成单层分布;（3）减少NiO与Al₂O₃作用生成尖晶石结构NiAl₂O₄的机会:（4）增强催化剂对噻吩的选择性吸附能力,促进脱硫反应的进行。而SO₄^2-与SiO₂之间则不存在类似的相互作用。单纯γ-Al₂O₃负载SO₄^2-制备的SO₄^2-/Al₂O₃催化剂上虽然会有大量L酸产生,且酸性较强,催化剂却依然没有脱硫活性。这表明在酸性催化剂上,B酸中心是脱硫反应所必不可少的活性中心。2.用硫含量为1000μg/g的模拟油品（噻吩+环己烷）研究发现,原料中加入烯烃有利于HZSM-5以及Ni/HZSM-5催化剂的脱硫活性和稳定性。这是由于以环己烷和1-辛烯为反应原料时,烯烃和环烷烃的芳构化反应会产生大量的活性氢,这些活性氢可以极大地提高催化剂的脱硫活性和稳定性。3.适量的La₂O₃和CeO₂改性可以降低HZSM-5上强B酸中心的数量,减少噻吩在催化剂上生成噻吩衍生物的副反应,提高脱硫选择性。La₂O₃或CeO₂改性后再负载NiSO₄制备的双金属化合物改性HZSM-5催化剂上,NiSO₄与催化剂间的强相互作用被削弱,NiSO₄的分解温度从928℃降低到了827℃,NiSO₄的分布状态被改变。La₂O₃与NiSO₄双金属化合物改性HZSM-5催化剂较好的保持了NiSO₄改性催化剂的脱硫稳定性,而CeO₂与NiSO₄之间可能还存在着其它的相互作用,导致CeO₂与NiSO₄双金属化合物改性HZSM-5催化剂的脱硫稳定性急剧下降。4.以NiSO₄改性HZSM-5制备的芳构化降烯烃脱硫工业催化剂FDO的再生研究表明,经过烧炭再生后,催化剂的芳构化降烯烃活性基本恢复,但催化剂的脱硫活性降低了约20个百分点。脱硫活性的降低主要归因于长运转反应（5400 h）后,再生FDO催化剂上的SO₄^2-部分流失,部分NiSO₄转化成为NiO。SO₄^2-的流失造成S=O与Al₂O₃之间的相互作用减弱,催化剂的总酸量降低,L/B值变小。在再生FDO催化剂上补载适量NiSO₄可以恢复催化剂的脱硫活性。5.在负载La₂O₃和NiSO₄制备的Ni-La/HZSM-5催化剂上引入MoO₃,预硫化后,NiSO₄中的Ni同样可以与Mo形成Ni-Mo-S相,增强催化剂的加氢脱硫活性,尤其是提高通过裂解方式难以脱除的噻吩、苯并噻吩等硫化物的脱除能力。但是,3%Mo-Ni-La/HZSM-5的反应结果也表明,MoO₃的引入在使催化剂的总硫脱除率达到了90%以上的同时,烯烃降低幅度多达20个百分点,而芳烃只增加了约7个百分点,造成产物的辛烷值损失了约1.8个单位。