ترکیبات حلقوی گوگردار مانند دی‌بنزوتیوفن (DBT) در سوخت‌های نفتی، یکی از چالش‌های اصلی در تولید سوخت‌های پاک با استانداردهای زیست‌محیطی سخت‌گیرانه هستند. فرآیند هیدروگوگردزدایی (HDS) متداول به دلیل شرایط عملیاتی شدید و کارایی محدود در حذف این ترکیبات، نیازمند روش‌های جایگزین است. در این پژوهش، فتوکاتالیست کبالت بارگذاری شده بر دی‌اکسید تیتانیوم (Co/TiO?) با درصدهای وزنی مختلف (?، ??، ?? و ??) به روش تلقیح سنتز شد و عملکرد آن در فرآیند گوگردزدایی فتواکسایشی از سوخت مدل حاوی DBT بررسی گردید. نمونه‌ها تحت تابش نور مرئی با توان ?? وات و طول‌موج‌های محدوده‌ی 700–550 نانومتر قرار گرفتند.مشخصه‌یابی نمونه‌ها با روش هایXRD، FESEM، EDX-MAP، BET، FTIR، UV-Vis DRS و PL انجام شد. بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی شامل نسبت مولی اکسیدان به گوگرد (O/S)، مقدار کاتالیست و زمان واکنش با روش سطح پاسخ (RSM) و طرح باکس-بنکن صورت گرفت نتایج نشان داد که بارگذاری کبالت، شکاف انرژی را کاهش داده و با جابه‌جایی لبه جذب به ناحیه مرئی، محدودیت ذاتی TiO? در جذب فرابنفش را برطرف ساخت. همچنین، آنالیز PL کاهش چشمگیر نرخ بازترکیب الکترون-حفره را تایید کرد. نمونه ??% وزنی کبالت با بازده 3/91 % بهترین عملکرد را داشت. مدل RSM با ضریب تعیین 96/0 از دقت بالایی برخوردار بود و شرایط بهینه شامل نسبت? O/S=، مقدار کاتالیستg/L 75/3و زمان ?? دقیقه با بازده پیش‌بینی 14/92% و تجربی 08/93% به‌دست آمد. به‌طور کلی، فتوکاتالیست Co/TiO?%?? با فعال‌سازی در نور مرئی، کاهش بازترکیب بار و شرایط عملیاتی ملایم (دمای محیط، فشار اتمسفریک، بدون نیاز به هیدروژن)، روشی کارآمد و سبز برای تولید سوخت‌های ‌کم‌گوگرد محسوب می‌شود. کلیدواژه‌ها: گوگردزدایی فتواکسایشی، دی‌بنزوتیوفن، فتوکاتالیست Co/TiO?، روش سطح پاسخ، سوخت پاک