在原油日益劣质化与清洁燃料质量标准迅速升级的双重压力下,炼油工业对于加氢处理催化剂的性能要求不断提高。为了应对这一要求,研发一种全新的具有更高活性和选择性的催化剂将是迎接挑战的最佳方法。目前,对加氢处理催化剂的研究主要集中于载体性质、制备新型载体和开发新制备技术等方面。本论文首先研究了不同形貌、尺寸γ-氧化铝的合成过程,在此基础上,揭示了γ-氧化铝的形貌与钴钼催化剂加氢脱硫活性之间的联系;随后开发了一种硫化态钼基催化剂的新型制备方法,并以之为基础催化剂,研究了助剂钴的添加方式对于硫化态CoMo催化剂HDS反应性能的影响;最后利用浸渍-沉淀法制备了预硫化型CoMo催化剂,考察了制备过程对于Co-Mo-S活性相的影响,为开发性能更优异的加氢脱硫催化剂提供了理论指导。在γ-氧化铝前躯体碳酸铝铵的合成过程中,研究了合成温度、pH值、陈化时间以及模板剂的加入对于γ-氧化铝颗粒尺寸、形貌以及孔径结构的影响,揭示了前躯体颗粒的形成机理。研究结果显示:γ-氧化铝的形貌主要来自其前躯体碳酸铝铵,而碳酸铝铵的形貌主要是纳米微晶在一定条件下自组装形成的,在此过程中,pH值是影响形貌与颗粒大小的关键因素。随着pH值的增大,碳酸铝铵粒子的长径比不断减小,形貌由棒状逐渐转变为粒状。过量的NH₄⁺能够吸附于晶体表面从而抑制纳米晶粒的生长。利用碳酸铝铵分解法制备出不同形貌、尺寸的γ-氧化铝载体,表征了它们的物理化学性质,研究了载体粒子的形貌与其物化性质之间的联系;随后,利用这些载体制备了CoMo加氢脱硫催化剂,并对催化剂的晶体结构、还原性能、活性相形貌和HDS性能进行了研究。结果表明随着γ-氧化铝形貌的改变其表面性质发生了变化,而表面性质的改变会影响所制备的催化剂的活性组分的类型与数量,并影响加氢脱硫反应的活性与选择性。相较于小尺寸的粒状γ-氧化铝载体,大尺寸的棒状γ-氧化铝载体表面具有更少的表面羟基量与更低的酸量,因而相应的CoMo/Al₂O₃催化剂中能够形成更多的β-CoMoO₄,提高了氧化物活性组分的硫化度,使得MoS₂堆垛层数更高,从而更有利于4,6-DMDBT通过加氢反应路径的脱除。开发了一种简便的方法将MoS₂担载到γ-氧化铝载体中,制备出性能优异的硫化态钼基催化剂。在制备过程中挑选出了最佳负载量并以常规浸渍法制备的MoS₂/Al₂O₃为对比催化剂,深入探讨了浸渍-沉淀法对所制备催化剂的孔径结构、活性组分分布以及形貌的影响。结果表明,所制备的MoS₂/Al₂O₃加氢脱硫催化剂具有较高的比表面积;浸渍-沉淀过程不仅能够减弱载体与活性组分之间的相互作用力,适当的提高MoS₂的堆垛层数,而且能够增加活性组分的分散性。由于S原子更容易从浸渍-沉淀法制备的MoS₂纳米粒子的边缘位脱除,制备的催化剂比传统的催化剂具有更多的CUS活性位,因此具有更高的HDS活性。在助剂Co的引入方式方面,分别采用等体积浸渍法与有机溶剂加热回流法向MoS₂/Al₂O₃催化剂中引入Co,挑选出性能最优异的钴助剂与最佳制备条件,分析了钴的引入方式对于催化剂孔径结构与活性相形貌的影响。结果表明,由于反应条件温和,加热回流法引入的乙酰丙酮钴不会明显改变MoS₂/Al₂O₃催化剂的孔径结构,所制备的CoMo/Al₂O₃催化剂能够保留较高的比表面积,而且乙酰丙酮钴的引入对于催化剂中MoS₂晶簇形貌的影响较小。引入硝酸钴虽然能够降低MoS₂的晶片长度,却无法从根本上改变MoS₂活性相的形貌,影响MoS₂活性相形貌的关键因素仍然是单组分MoS₂/Al₂O₃催化剂的制备方法。以乙酰丙酮钴为助剂,催化剂MoS₂/Al₂O₃经加热回流处理后显示出较高的加氢脱硫活性,且加入的Co原子大部分位于MoS₂晶簇的边缘,形成了更多的Co-Mo-SⅡ型活性相,因而比等体积浸渍法制备的催化剂具有更高的加氢脱硫活性。以硝酸钴为助剂,利用浸渍-沉淀法制备了预硫化型CoMo加氢脱硫催化剂,并以常规浸渍法为对比催化剂,考察了催化剂的性质与加氢脱硫反应性能之间的联系。由于浸渍-沉淀过程能够使Co与Mo的接触更加直接和充分,从而提高了助剂的利用率,形成了更多的Co-Mo-S活性相与表面活性位,所制备的催化剂也因此具有更高的加氢脱硫活性。