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为了能更好的增加煤炭的利用效率并减少污染物的排放，煤炭的清洁利用技术得到了越来越多的关注。其中，整体煤气化联合循环发电技术具有高效率、低污染等优点，是煤炭清洁利用的重要途径。但是煤炭中的90%的硫会在气化过程中生成硫化氢气体。为了防止设备的腐蚀和减少污染物的排放，必须在使用时脱除硫化氢。与传统的脱硫技术相比，高温煤气脱硫的效率更高，并充分利用煤气显热，是整体煤气化联合循环发电技术中的重要环节。纯金属氧化物脱硫剂在使用过程中存在易烧结、易粉化、利用率低等缺陷。为解决上述脱硫剂的缺陷，本文选用具有高比表面积和孔容的蠕虫状介孔材料为载体，制备了一系列的高硫容、高利用率及可再生的锰基介孔高温煤气脱硫剂。主要工作分为以下四个部分。1.脱硫剂载体的影响：合成了具有相似比表面积但不同孔道结构的MCM-41、HMS、KIT-1载体，采用溶胶-凝胶法制备了不同载体的锰基高温煤气脱硫剂，并对其脱硫性能在600~850oC范围内进行了比较。由于介孔二氧化硅负载的脱硫剂具有较高的孔容和比表面积，使得气体扩散更快捷，其脱硫性能均优于同样以二氧化硅为主体，但是比表面积和孔容较小的硅藻土负载的锰基脱硫剂。XRD和H2-TPR表征证明，脱硫剂的比表面积和孔容在脱硫过程中起着至关重要的作用。由于三维蠕虫状孔道的优势，KIT-1负载的脱硫剂性能明显优于以一维直通孔道MCM-41和短程蠕虫状孔道HMS负载的脱硫剂。8次硫化再生测试证明，Mn/KIT-1脱硫剂能够完全再生。高水蒸汽含量的条件下，脱硫剂的活性明显下降。2. xMnyCe/HMS脱硫剂的合成及性能研究。制备了具有蠕虫状孔道的xMnyCe/HMS脱硫剂。由于氧化铈和氧化锰的协同作用，以及HMS载体的特殊结构，4Mn1Ce/HMS脱硫剂在600oC条件下，其突破硫容为121.7mg S/g脱硫剂，活性组分的利用率高达82.4%。XRD表征结果证明，氧化锰和氧化铈在HMS载体上分散均匀，颗粒很小。8次硫化再生结果表明，4Mn1Ce/HMS脱硫剂拥有着完全再生能力。通过SAXRD、氮气吸附测试和HRTEM测试可以看到，虽多次硫化再生后，4Mn1Ce/HMS脱硫剂的孔结构部分被破坏，但是蠕虫状孔道结构仍然得到了保持，这也是该脱硫剂多次硫化再生后，硫容稳定的主要原因。3. xMnyMo/KIT-1脱硫剂的性能研究。以具有三维蠕虫状孔道的介孔KIT-1为载体，制备了一系列不同Mn/Mo原子比例的xMnyMo/KIT-1脱硫剂，并对其脱硫性能在600~800oC温度范围内进行了测试。表征及脱硫结果证明，脱硫剂的结构性能和活性组分的组成在脱硫过程中起着重要作用。当Mo的掺杂量较低时，Mo起到了很好的分散作用，因此，在脱硫过程中，能够为反应物及生成物的扩散提供足够的扩散空间。当硫化温度为700oC时，90Mn10Mo/KIT-1脱硫剂的突破硫容高达168.4mg S/g脱硫剂，而且在连续的5次硫化再生过程中得到保持。当脱硫剂中的Mo较高时，脱硫剂中的活性组分完全生成了MnMoO4，载体的孔道堵塞十分严重，其脱硫性能也随之降低。当水蒸汽存在时，脱硫剂的脱硫性能明显下降，并且下降幅度随着水蒸汽含量的增加更加明显。4. Zn-Mn/KIT-1脱硫剂的制备与性能研究。以KIT-1为载体，负载了不同含量的Zn/Mo摩尔比为1/2的Zn-Mn/KIT-1脱硫剂。XRD测试结果表明，混合金属氧化物以具有尖晶石结构的ZnMn2O4形式存在，有效的改善了ZnO高温下易挥发的缺陷。当金属氧化物的负载量低于55wt%时，脱硫剂具有很大的比表面积和孔体积，利用率高达85%。当金属氧化物含量过高时，部分活性组分颗粒在孔外明显聚集，造成脱硫剂的利用率明显下降。当5wt%的CeO2掺杂到Zn-Mn/KIT-1脱硫剂后，其结构性能及脱硫效果明显改善，突破硫容为171.7mgS/g脱硫剂。在5次硫化再生测试过程中，Ce-Zn-Mn/KIT-1脱硫剂的硫容相当稳定。由于有Zn-Mn混合尖晶石结构的ZnMn2O4物相在高温条件下对水蒸汽的含量并不敏感，因此，水蒸汽的含量变化在10vol%以内时，Ce-Zn-Mn/KIT-1脱硫剂的硫容基本不受影响。