硝酸钴在石油领域有多种应用，主要包括以下方面：

用于燃油脱硫：硝酸钴可以作为制备钴基地金属有机框架催化剂的原料。通过与不同配体进行水热反应或室温老化合成钴基ji金属有机框架，再将其与 N - 羟基邻苯二甲酰亚胺结合，形成的微孔 - 介孔催化剂在活化氧气下，可对含有硫化物的燃油进行氧化脱硫，能有效脱除燃油中的硫化物，满足深度脱硫和绿色化工需求。
作为石油精炼脱硫反应催化剂：硝酸钴是制备多种催化剂的重要原料，在石油精炼过程中的脱硫反应中广泛应用。它可以通过制备高性能钴基催化剂，在 H₂S 选择性氧化、SO₂还原转化等脱硫过程中表现出高效性和经济性，尤其在天然气净化、煤化工尾气处理及工业烟气脱硫领域应用较多。
用于制备石油化工中的聚合反应催化剂：在化工合成中的聚合反应中，硝酸钴也可用于制备相关催化剂，对石油化工产品的合成起到催化作用，有助于提高反应效率和产品质量。
制备催化加氢异构催化剂：硝酸钴可作为原料之一用于制备过渡金属负载型催化加氢异构催化剂，应用于生物航煤催化制备方面。通过与其他金属硝酸盐等物质混合反应，经过一系列处理后得到的催化剂，具有制备工艺简单、活性及选择性高的特点，可用于将废弃油脂制备成生物航煤产品。