在燃煤发电、石油炼制、天然气加工等工业生产过程中不可避免地会产生硫化氢(H2S)。H2S不仅毒化催化剂、腐蚀设备、制约生产,而且是主要的大气污染物之一,严重危害环境。因此,脱硫始终是生产的关键工艺。但传统的H2S脱除方法存在能耗高、选择性差、硫容低和对设备要求高等不足。因而,开发性能优良的新型脱硫材料合成方法及低温高效H2S脱除技术具有重要意义和广阔的应用前景。在低温有氧条件下,通过碳质非金属催化剂将H2S选择性催化氧化转化,可将H2S精细脱除至10 ppm以下,同时得到单质硫产物,可实现硫资源的回收利用,是一种环境友好、绿色经济的新型脱硫技术。而传统活性炭材料具有大量的微孔结构,气体传质阻力较大、总孔体积小,对脱硫过程生成的单质硫容纳有限。因此,设计制备具有较大孔体积和三维多级孔道结构的介孔碳材料,促进反应物和产物的扩散,有望提高硫容；同时,通过体相掺杂引入极性含氮官能团,调变介孔碳材料的表面化学性质,有望进一步提升材料的催化脱硫活性。因此,本论文立足于高氮掺杂量介孔碳材料的规模化制备技术研究,以期阐明富氮介孔碳材料的合成工艺条件对其室温催化氧化H2S性能的影响规律。主要研究内容如下：1.采用廉价的纳米碳酸钙模板辅助的化学气相沉积(CVD)法,以吡啶为碳/氮源,制备高氮元素掺杂量、发达介孔结构的富氮介孔碳(NMCs),经20 wt.% Na2CO3浸渍后用于室温下催化氧化脱除H2S。对比考察了不同的CVD合成工艺对所得材料的孔结构、氮掺杂量和催化脱硫性能的影响。结合元素分析、扫描/透射电镜观察及低温氮气吸附-脱附测试分析表明,“两段式”进样比“一段式”进样更有利于实现对材料的结构控制和高含量氮掺杂,NMC-2-10(N约13 wt%)样品对H2S催化转化为单质硫的反应显示出高效活性,穿透硫容可达3.34 g H2S/g催化剂。2.探索了煤焦油的高值化利用途径,研究了以煤焦油的蒽油馏分为碳源、廉价的富氮物质三聚氰胺为氮源,以纳米二氧化硅为模板,通过一步共碳化法原位制备煤基富氮介孔碳。考察了不同的模板剂用量、碳/氮源比例、碳化温度等合成条件对所制备NMCs的孔结构、组成、氮掺杂量及其H2S低温脱除性能的影响。结合元素分析、扫描/透射电镜表征、低温氮气吸附-脱附测试及XPS分析表明,当二氧化硅模板/蒽油质量比1：1、蒽油/三聚氰胺质量比1：2、碳化温度700℃时,制备的样品NMC-1-700-1/2具有较大的比表面积、均匀的介孔孔径、较大的孔容和高氮元素掺杂量(N约19wt.%),室温下即显示出高效的催化脱硫性能,穿透硫容高达4.74 g H2S/g催化剂。