在我国的能源消耗结构中,煤、石油等化石能源的消耗占了绝大部分。煤和石油中都含有相当数量的硫化物,其燃烧后产生大量的硫氧化物,排放到大气中会带来一系列环境污染问题,如酸雨、雾霾等。而且,燃油中硫化物还会引起机动车尾气处理系统中的催化剂中毒。为了减缓日益严重的环境污染问题,对煤、燃油进行脱硫是非常有必要的。而且,世界各国对于燃油中硫含量制定了越来越严格的标准。我国也正加快油品质量的升级,对燃油中硫含量要求已逐步接近世界发达国家的水平。传统的燃油加氢脱硫技术和煤燃前脱硫技术都存在一些缺点。因此,近年来世界各国都致力于开发脱硫效率高、费用低的新脱硫技术用于对燃油和煤进行脱硫。本研究以硼氢化钠(NaBH4)还原脱硫方法为基础,联合离子液体萃取脱硫方法或NaBH4电化学还原制备方法,分别建立了萃取—还原脱硫新方法和NaBH4还原脱硫—电化学再生新方法,用于对燃油或煤进行脱硫,对脱硫反应条件及脱硫机理进行了考察,以期建立新的燃油和煤的脱硫方法,为燃油和煤的脱硫工业提供新的选择。本论文主要研究内容及结果如下:(1)以离子液体1-丁基-1-甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐([C4mpyr][OTf])为萃取剂,以NaBH4和镍盐为还原剂,通过萃取—还原联合法对模型和实际汽油进行脱硫。对影响脱硫效率的反应条件及离子液体的再生性能进行了考察。结果表明,最佳的反应条件为:B/S摩尔率=9,Ni/S摩尔率=3,离子液体含水量=5%,油/离子液体体积比=3,反应时间=50min,在此条件下,模型油品的脱硫效率达到97.2%,实际汽油的脱硫效率仅为93.3%。离子液体[c4mpyr][otf]在实际汽油中几乎无溶解,而实际汽油在离子液体中溶解度约为4.5wt%。再生离子液体与原始离子液体具有相似的1h、13c和19f核磁共振谱,这说明离子液体经脱硫和再生后结构没有发生变化。而且,对再生离子液体的脱硫性能也进行了考察,结果表明每再生循环一次,脱硫效率仅产生轻微的降低。(2)对萃取—还原联合法的脱硫反应机理及反应动力学进行了考察。萃取—还原过程对不同有机硫化物的脱硫活性顺序为:苯并噻吩(二苯并噻吩)>3-甲基苯并噻吩>4,6-二甲基二苯并噻吩,说明萃取—还原脱硫法对不同有机硫化物的脱硫活性主要受位阻控制。通过气相色谱—质谱联用仪对模型硫化物的脱硫产物进行分析,确定了各模型硫化物的脱硫反应路径。不同镍盐的脱硫有效性顺序为:nicl2(ni(oac)2)>niso4>ni(no3)2。通过对反应过程产生的各水溶液中元素含量分析结果表明,几乎大部分脱除的硫转化为了s2-,由反应物nicl2·6h2o提供的ni几乎都沉淀为ni2b,大部分的nabh4用于水解产生活性氢,小部分的nabh4用于与nicl2反应制备ni2b。通过对模型有机硫化物和实际汽油的脱硫反应动力学考察,结果表明模型有机硫化物和实际汽油的脱硫反应都较好的符合准一级动力学。(3)以掺硼金刚石薄膜电极为工作电极、石墨为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,以脉冲电压为电解电压,通过nabh4还原脱硫—电化学再生联合法对模型和实际柴油进行脱硫。对电化学还原nabo2制备nabh4过程的电解电压范围及影响脱硫效率的反应条件进行了考察。循环伏安分析结果表明,电化学还原nabo2制备nabh4过程的电压范围应在-1.2至-1.8v之间。对影响脱硫效率的反应条件考察结果表明,最佳反应条件为:-1.5v正向脉冲电压,0.3v逆向脉冲电压,1.5s正向脉冲时间,0.5s逆向脉冲时间,0.2mol/lnabo2浓度,1.2mmol/lnicl2浓度,1/3油/电解液体积比,1.5h反应时间。在最佳反应条件下,模型油品的脱硫效率达到93%以上,实际柴油的脱硫效率达到86%以上。(4)对nabh4还原脱硫—电化学再生联合法的脱硫反应机理及反应动力学进行了考察。通过11b核磁共振分析证实,以掺硼金刚石薄膜电极为工作电极,通过脉冲电压电解,电化学还原nabo2确实制备了nabh4。利用气相色谱—质谱联用仪对模型油品的脱硫产物进行了分析,确定了各模型硫化物的脱硫反应路径。通过对反应过程产生的各水溶液进行元素含量分析,结果表明,几乎大部分脱除的硫都转移到了电解液中,反应物nicl2·6h2o提供的ni几乎都生成了沉淀ni2b,大部分的硼(b)仍残留在电解液中,即大部分的b可以实现循环利用。基于以上分析提出了脱硫反应机理。同时,考察了模型有机硫化物和实际柴油的脱硫反应动力学,结果表明模型有机硫化物和实际柴油的脱硫反应都较好的符合准一级反应动力学。(5)以掺硼金刚石薄膜电极为工作电极、石墨为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,以脉冲电压为电解电压,通过nabh4还原脱硫—电化学再生联合法对煤进行脱硫。对影响脱硫效率的反应条件及脱硫后煤特性变化情况进行了考察。实验结果表明,最佳反应条件为:-1.5v正向脉冲电压,0.5v逆向脉冲电压,2s正向脉冲时间,1s逆向脉冲时间,0.2mol/lnabo2浓度,0.8mmol/lnicl2浓度,50g/l煤浓度,2.5h反应时间。在最佳反应条件下,煤的总硫脱除效率达到64.1%,其中硫化铁硫的脱除效率最高,达到81.9%,硫酸盐硫次之,脱除效率为78.9%,有机硫的脱除效率最低,仅为52.5%。通过对脱硫前后煤的物理化学和燃烧特性进行比较分析,结果表明,脱硫后煤的热值增加了1.8%,着火点降低了10℃。以上结果表明通过NaBH4还原脱硫—电化学再生联合法对煤脱硫,不仅可获得较高的脱硫效率,而且脱硫过程不会对煤的品质造成破坏。