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燃料油中的含硫化合物燃烧后产生的SOx,不仅是酸沉降的重要前驱物,而且也是汽车尾气转化催化剂的抑制物,会降低汽车尾气转化器对NOx、未完全燃烧的烃类(HC)及CO等的转化效率。随着环保法规的日益严格,世界各国对燃料油中硫含量的要求越来越苛刻,生产超低硫的“清洁燃料”成为必然趋势。氧化脱硫是近年来发展起来的生产超低硫燃料油的新技术,对催化加氢难以脱除的苯并噻吩类化合物有较高的脱除率,具有无需高温高压、无需氢源、工艺流程简单、设备投资和操作费用低等优点,是一项很有前途的脱硫技术,引起了广泛的关注。氧化脱硫技术的氧化剂种类很多,以过氧化氢(H202)为氧化剂处于主导地位。但是H2O2价格昂贵,稳定性差,不能再生,且为水溶性氧化剂,用量大,易使油品再次发生乳化现象,影响了油品的收率。臭氧(03)具有氧化能力强、反应速率快、选择性高及对环境无二次污染等特点,是一种绿色的强氧化剂。本论文首次尝试以O3为氧化剂、多功能新型催化材料杂多化合物为催化剂、乙腈为萃取剂进行催化臭氧氧化脱硫。主要内容分为：第一部分,考察了Keggin杂多酸催化臭氧氧化脱硫效果。结果表明在超声作用下,H3PMo12O40为最优的杂多酸催化剂,其最佳操作条件为：反应温度为0℃,催化剂量为模拟油品质量的2.5%,初始硫含量为500ppm以下。初步鉴定二苯并噻吩(DBT)的主要氧化产物为S042-,且H3PMo12O40可回收,在重复利用中依然保持较好的脱硫效果。第二部分,合成Keggin结构磷钨酸盐并将其用于催化臭氧氧化脱硫。结果表明在超声作用下,Fe0.8H0.6PW12O40为最佳的杂多酸催化剂,其最佳操作条件为：反应温度为50℃,催化剂量为模拟油品质量的3.0%,此时反应60min后,DBT的去除率可达99.7%。实验发现硫原子上具有较高电子云密度的4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT),DBT和苯并噻吩(BT)在本体系中可以被完全去除,而硫原子上电子云密度较低的噻吩(TH)去除率较低。通过羟基自由基抑制剂叔丁醇的验证反应,初步表明Fe0.8H0.6PW12O40催化氧化DBT去除过程中涉及羟基自由基反应机理。初步判定DBT的主要氧化产物为SO42-,且Fe0.8H0.6PW12O40可回收,在重复利用中依然保持较好的脱硫效果。第三部分,合成过渡金属取代缺位杂多酸盐并将其用于催化臭氧氧化脱硫。结果表明在机械搅拌作用下Na5[PW11O39Mn]为最优催化剂,其最佳反应条件为：温度为20℃,催化剂量为模拟油品质量的1.0%,初始硫含量为500ppm,此时,反应50min后,可实现DBT的100%脱除。实验发现硫原子上具有较高电子云密度的4,6-DMDBT,DBT和BT在本体系中可以被完全去除,而硫原子上电子云密度较低的TH去除率较低。Na5[PW11O39Mn]重复利用3次后,依然保持较好的脱硫效果。第四部分,将优选出的催化剂Fe0.8H0.6PW12O40和Na5[PW11O39Mn]在各自的最佳反应条件应用于真实油品脱硫,结果表明其对真实油品也有较好的脱硫效果,脱硫之后油品的外观颜色变浅,恶臭性气味降低。