贵州省煤层气储量丰富，但由于复杂的地质结构和欠发达的开采技术等因素，致使得到的煤层气中CH4浓度低于30%，O2浓度高于10%，为典型的低浓度煤层气。由于低浓度煤层气中CH4浓度较低，致使其不能直接利用，导致大部分的低浓度煤层气排空，造成了严重的资源浪费和环境污染。为了有效地利用这部分低浓度煤层气，就必须对CH4进行分离富集。但是，由于低浓度煤层气中存在一定量的O2，在CH4分离富集过程中易发生爆炸，因此，脱氧成为低浓度含氧煤层气利用的关键因素。
　　据此，本文针对贵州省煤层气的特点，在实验室模拟煤层气(20%CH4、16%O2和64%N2)条件下，以Na2S为活性组分，活性炭AC为载体，双过渡金属为助剂，采用等体积浸渍法制备了一系列M/Co-Na2S/AC脱氧剂(M=Zn、Cu、Ni、Mn、Fe)，筛选出性能最优的脱氧剂Fe/Co-Na2S/AC，并采用KOH/NaOH混合碱对其载体AC进行了改性，重点考察了双过渡金属助剂改性和KOH/NaOH混合碱改性条件(活化温度、碱碳比、m(KOH/NaOH))对脱氧剂脱氧性能的影响。此外，对硫化钠脱氧反应的热力学进行了初步研究。研究内容及结果如下：
　　论文研究了双金属助剂(Zn/Co、Cu/Co、Ni/Co、Mn/Co 、Fe/Co)改性脱氧剂Na2S/AC对其脱氧性能的影响。结果表明：助剂Cu/Co、Ni/Co、Fe/Co和Mn/Co均提高了脱氧剂Na2S/AC的脱氧活性，其中脱氧剂Fe/Co-Na2S/AC具有最高的脱氧活性。当助剂Fe/Co比为0.33/1和采用共浸渍法制备得到的脱氧剂Fe/Co(0.33/1)-Na2S/AC，当低浓度煤层气中O2脱氧率达到99.9%时，有效脱氧时间长达225.08min，单位有效脱氧量和Na2S转化率达到最大，分别为63.74mL和87.24%。
　　论文研究了载体AC经KOH/NaOH混合碱改性后对脱氧剂Fe/Co-Na2S/AC脱氧性能的影响。结果表明：在最佳工艺(活化温度为800℃、混合碱浓度为10%、m(KOH/NaOH)为3/1)下所得到的脱氧剂Fe/Co-Na2S/AC-3/1脱氧活性最高，其有效脱氧时间为254.8min，单位有效脱氧量为72.16mL/g，Na2S转化率为94.37%，与未改性的脱氧剂Fe/Co-Na2S/AC-0相比，分别提高了13.20%、13.21%和7.13%。
　　论文对硫化钠脱氧反应进行了热力学研究，通过理论计算，主反应硫化钠脱氧反应的吉布斯自由能?G＜0且远远小于其他副反应，而lnKT值远远大于其他副反应，主反应优先发生且进行程度大于其他副反应。平衡常数K值与温度T之间的关系为：lnKT=91.77+25013.6/T。