石油脱硫研究具有极为重要的经济价值和环保意义，由于工业主流的催化加氢脱硫技术的固有缺陷，新型非加氢脱硫技术被日益重视，催化氧化脱硫技术就是其中的一种。本论文首先通过对大量文献进行整理、归纳和理论分析，得出催化氧化脱硫过程所遵循的热力学原理及所应用的动力学方法，然后开展了两个催化氧化脱硫体系的研究，一个体系是以有机酸作催化剂， N，N-二甲基甲酰胺为萃取转移剂，探讨有机硫氧化的反应机理。另一个体系是研制新的双亲型催化剂，以制备超低硫油品。　　在体系一的实验中，我们研究了萃取剂、氧化剂、催化剂以及硫化物对脱硫反应的影响，发现硫化物的氧化反应是亲核取代反应，其反应活性与硫原子上的电子云密度密切相关，而对于位阻较小的氧化脱硫催化剂，其吸电子能力主导着它的催化性能，吸电子能力越强，其催化活性就越大，这些结论对其他氧化脱硫体系的研究具有突出的理论指导作用。　　在体系二的实验中，我们首次合成并表征出的一种以长链季铵盐为阳离子、亚硒核过氧钨酸盐为阴离子的双亲型氧化脱硫催化剂——[C18H37N(CH3)3]4[H2SeⅣ3W6O34]。实验发现该催化剂具有优异的氧化脱硫催化活性和选择性，能在化学当量双氧水存在下制备出硫含量为0.5ppmw的超低硫模拟油品，同时却不氧化油样中烯烃等其他重要组分。动力学和机理研究表明，在双亲型异核过氧钨酸盐中，季铵阳离子在动力学上加速两相反应，通过乳化及界面自组装等行为构建出传递反应分子的“绿色通道”，而杂多阴离子起催化作用，催化过程遵循氧化-还原机理，其中的亚硒核对维持其催化活性和选择性具有重要作用。