芳烃绿色硝化催化剂的研究进展
芳烃硝化反应机理的研究的进展
芳烃硝化反应机理的研究的进展柏葳【摘要】Nitro compounds are important intermediates, but progress for nitration reaction mechanism is relatively slow. In research of the traditional theory of the experiment, researchers have proved that nitroxyl cation in the reaction mechanism is an intermediate state. In terms of the theory of quantum chemistry, researchers have proved that there is no isotope effect in the electrophilic substitution during the experimental facts. It should focus on the traditional optimal experimental conditions, and should also pay more attention to new technologies and new applications. The research progress on aromatic nitration reaction mechanism was described, help to find the nitration reaction transition state and contribute to the development of industrial nitration.%硝基化合物作为重要的中间体，但对于硝化反应机理的研究进展较为缓慢。
国内外绿色化学反应研究与发展现状分析
国内外绿色化学反应研究与发展现状分析化学反应是一切化学过程的基础，而绿色化学反应则成为了未来化学发展的趋势。
绿色化学反应是一种注重环境友好，资源节约的化学反应方式，它将环境、经济和社会可持续发展作为考虑因素，寻求创造更加环保的化学合成方法。
本文将通过对国内外绿色化学反应研究与发展现状的分析，探讨绿色化学反应的发展趋势及其挑战。
一、国内外绿色化学反应的概述近年来，绿色化学反应在国内外开始得到广泛关注和研究。
在绿色化学反应中，环境的友好和安全性是一个十分重要的方面。
而在实践中，绿色化学反应主要表现在以下几个方面:1. 避免使用有害易制造、易爆、有毒品种的溶剂和催化剂，而借助可再生溶剂、水或水溶液、可回收催化剂等非有害的介质实现反应。
2. 设计新型的反应合成方法，将反应物链的键和催化剂融入到反应中，使反应时间和能源消耗，以及废物和副产物的产生不断减少。
3. 回收和再利用化合物的残余部分，防止环境的污染。
通过对绿色化学反应的几个方面进行理解，便可看出绿色化学反应对于环保和经济可持续发展的贡献，已得到社会和科学界广泛的关注。
二、国内外绿色化学反应的研究与发展现状绿色化学反应是未来化学发展的趋势之一，同时也是一个全球性的课题。
许多国家和地区已经开始投入大量精力进行绿色化学反应的研究，并在此领域中取得了一些成果。
下面分国内与国外两个方面来分析绿色化学反应的研究与发展现状。
1. 国内绿色化学反应的研究与发展现状(a) 海外绿色化学反应研究的借鉴作为一个新兴领域，国内绿色化学反应在很大程度上是借鉴海外的经验和成果。
在这方面，先进的技术和理论受到国内许多科研人员的关注和研究。
比如，上海交通大学高峰教授团队开发出金属催化剂的功能化改性研究；中国科学院广州地球化学研究所毛佳人教授团队研究了精确催化合成方法；中国科学院长春应用化学研究所刘文清教授团队探索了化学催化剂靶向设计的方法等等，这些成果为国内绿色化学反应的研究提供了机会和方向。
绿色催化剂的开发与应用研究进展
绿色催化剂的开发与应用研究进展关键信息项：1、绿色催化剂的定义和分类：＿___________________________2、绿色催化剂的开发技术与方法：＿___________________________3、绿色催化剂在不同领域的应用实例：＿___________________________4、绿色催化剂应用的优势和局限性：＿___________________________5、绿色催化剂研究的最新进展：＿___________________________6、未来绿色催化剂的发展趋势和展望：＿___________________________1、引言11 绿色化学的背景和重要性111 绿色化学旨在减少或消除化学过程对环境的负面影响112 强调可持续发展和资源高效利用12 绿色催化剂在绿色化学中的核心地位121 绿色催化剂对实现绿色化学目标的关键作用122 推动化学工业向更加环保和可持续方向发展2、绿色催化剂的定义和分类21 绿色催化剂的定义211 解释其符合绿色化学原则的特性212 与传统催化剂的比较和区别22 绿色催化剂的分类221 生物催化剂2211 酶催化的特点和应用领域2212 微生物催化的优势和实例222 固体酸催化剂2221 沸石、分子筛等的特性和应用2222 金属氧化物固体酸的性能223 纳米催化剂2231 纳米材料在催化中的独特性质2232 纳米催化剂的制备方法和应用案例3、绿色催化剂的开发技术与方法31 设计原则311 基于绿色化学理念的设计策略312 考虑活性、选择性和稳定性的平衡32 制备技术321 溶胶凝胶法3211 制备过程和控制因素3212 该方法制备的绿色催化剂的性能特点322 水热合成法3221 反应条件和产物特性3222 在绿色催化剂制备中的应用优势33 表征手段331 物理表征方法3311 X 射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等的应用3312 对催化剂结构和形貌的分析332 化学表征方法3321 红外光谱（IR）、热重分析（TGA）等的用途3322 对催化剂表面化学性质和热稳定性的研究4、绿色催化剂在不同领域的应用实例41 有机合成领域411 绿色催化加氢反应4111 具体反应案例和效果4112 对提高选择性和降低能耗的贡献412 氧化反应4121 绿色氧化剂的选择和应用4122 对减少废弃物产生的作用42 能源领域421 燃料电池中的催化剂4211 提高能源转化效率的机制4212 面临的挑战和解决方案422 生物质能源转化4221 催化裂解和气化过程4222 对可再生能源发展的推动43 环境保护领域431 废气处理中的催化净化4311 去除氮氧化物、二氧化硫等的效果4312 催化剂的耐久性和再生性432 废水处理中的催化降解4321 对有机污染物的降解途径和效率4322 与其他处理方法的结合应用5、绿色催化剂应用的优势和局限性51 优势511 提高反应效率和选择性512 降低能源消耗和废物排放513 适应温和反应条件52 局限性521 成本较高5211 原材料和制备工艺的成本因素5212 降低成本的潜在途径522 稳定性和寿命问题5221 影响稳定性的因素分析5222 改进稳定性的研究方向523 回收和再利用的困难5231 现有回收技术的不足5232 未来可能的解决方案6、绿色催化剂研究的最新进展61 新型绿色催化剂的发现611 具有独特性能的新材料和结构612 潜在的应用前景和研究方向62 多相催化体系的优化621 提高催化剂的分散度和活性位点暴露622 协同催化作用的研究和应用63 理论计算在绿色催化剂研究中的应用631 计算化学方法对催化剂性能的预测632 指导实验设计和优化的作用7、未来绿色催化剂的发展趋势和展望71 与其他技术的融合711 与生物技术、材料科学的交叉领域712 产生的新机遇和挑战72 定制化和智能化设计721 根据特定需求设计催化剂722 利用人工智能辅助研发73 应用范围的拓展731 新兴领域的潜在应用732 对全球可持续发展的影响8、结论81 总结绿色催化剂开发与应用研究的重要成果82 强调其在推动化学工业绿色转型中的关键作用83 对未来进一步研究和发展的期待。
离子液体催化芳烃硝化反应研究进展
煤炭与化工Coal and Chemical Industry第43卷第12期2020年12月Vol.43 No. 12Dec. 2020化工工艺与工程离子液体催化芳煙硝化反应研究进展刘岳明1,刘晨1,2,刘 冉1,张珂1,张娟1,赵地顺1(1.河北科技大学"河北科技大学-南非大学”新能源国际联合实验室，河北石家庄050018；2.石家庄科技信息职业学院，河北石家庄050000)摘要：芳香族化合物的硝化产物在工业上有着广泛的用途，传统硝化工艺以浓硫酸作为催化剂，虽然操作条件成熟，但有强烈的腐蚀性，处理困难。
近年来，随着对绿色催化剂的深入研究，可替代传统混酸硝化体系的绿色催化硝化体系引起了广泛的研究兴趣，其中将新型绿色功能化离子液体作为硝化反应催化剂，实现硝化反应绿色清洁生产成为研究热点。
通过 对离子液体应用于芳婕硝化反应的研究现状进行综述，表明离子液体具有较为理想的绿色催 化前景。
关键词：离子液体；芳香族化合物；催化；硝化；绿色化学中图分类号：TQ241文献标识码：A 文章编号：2095-5979 ( 2020 ) 12-0111-07Research progress on nitrification of aromaticcompounds catalyzed by ionic liquidsLiu Yueming 1, Liu Chen 1,2, Liu Ran 1, Zhang Ke 1, Zhang Juan 1, Zhao Di s hun 1(1. Hebei Science and Technology University, New Energy International Joint Laboratory of H ebei Science and Technology Unwersity- South AfricaUnwersity, Shijiazhuang 050018, China; 2. Shijiazhuang Technology and Information VocationalCollege, Shyiazhuang 050000, China )Abstract : The nitrification products of aromatic compounds are widely used in industry. The traditional nitrification reaction process was using concentrated sulfuric acid as catalyst. Although the operation condition is mature, it has strong corrosivity and is difficult to treat. In recent years, as the study of green catalysts, the green catalytic nitrification systemwhich could replace the traditional nitrification system of mixed acid has attracted wide research interests. So, using new green functional ionic liquids as environment —friendly nitrification catalyst for realizing green and clean nitrificationreaction become a research hotspot. The research progress of ionic liquids used in aromatics nitration reaction was reviewed, and the ionic liquids showed an ideal green catalytic prospect.Key words : ionic liquid; aromatic compounds; catalyze; nitration0引 言工业生产过程中排放的挥发性有机化合物(VOCs)是大气中有机气体污染物的主要来源，不 仅对人类的健康造成严重危害，同时也是公认的可吸入颗粒物PM2.5前驱体，随着经济的发展，VOCs 气体的年排放量持续增长，如何有效控制并处理VOCs 气体成为研究热点。
芳香化合物绿色硝化催化剂研究进展
芳香 化合 物硝 化是 一种 重 要 的基础 有机 反应 ，广泛 用 于 医药 、农药 、染 料、炸药 等领 域 多种 中间体 的合成 。近 两 个世 纪 以来 ，芳香 化合物 工业 硝 化一 直采 用硝 硫混 酸工 艺 。硝硫 混 酸工 艺存 在混 酸腐蚀 设 备 、过度 硝 化 以及 水洗 工 艺产 生大 量混 合废 酸严 重污 染环境 等 问题 ； 同时 ，混 酸催化 剂 不具 备选 择 性 ， 目标产 物 收率较 低 。
酸 催化 剂对 催化硝 化 多环 芳烃 反应 有较 好 的选择 性 。除此 之外 ，ｓ Ｋ． ｈ ａｗ ｊ ２ 研制 ． Ｂ ａ ｄ ａ 等【还 ｒ 】
了一种 Ａ （ Ｐ ４ ｌ Ｈ２ Ｏ ） ３固体酸 催 化剂 ，该 催化 剂 同样用 于催 化 硝化 上述 芳香 化合 物反应 ，产 物
作 者 简 介 ： 春 燕 ， ９ ００ ，女 ，应 用 化 学 专 业 博 士 ， 事 应 用 催 化 、清 洁 生 产 及催 化 材 料方 面 的研 究 。 候 １８． ３ 从
Ａｂｓ ａ ｔ Ｉ ｔ ｓｃ ｎ ｒｂ ｉ ｎ， ｅ ｅ ｔａ ｖ ｎ ｅ ｌａ ｉ ａ ｉｎ ａ ａｙ ｔ ｏ ａｉ ｏ ｒ ｔ ｃ ： ｎ ｏ ｔｉ ｕｔｏ ｒ ｃ ｎ ｄ ａ ｃ ｓｏｆｃ ｅ ｎ ｎ ｔ ｔｏ ｃ ｔ ｌ ｓｓｏｆａ ｍ ｔｃ ｃ ｍｐｏ ｄｓ ｈｉ ｒ ｒ ｎ ｕ ， ｗｈｉｈ ａ ｅ ｅ ｓ ｏ ｒ ａ ｉｅ ｔ ｅ ｉ ｄ ｓｒａｉ ｅ ｒ ｄ ｔｏ ｃ ｒ ａ ｙ ｔ ｅ ｌｚ ｈ ｕ ｔｉ ｌｚ ｄ ｐ ｏ ｕｃｉ ｎ，ｉ ｌ ｉ ｏ ｉ ｃ ｄ， ｍ ｅａ ｉ ａｅ ，ｒ ｅ ｎ ｎｃｕｄ ｎｇ ｓ ｌｄ ａ ｉ ｔ ｌｎ ｔ ｔ ｓ ａ ｒ ｒ
绿色硝化反应催化剂的研究进展
• • • 烷基季铵/ 鏻类 2.2 烷基咪唑类 2.3 烷基吡啶（咯）类 2.4 高分子离子液体催化硝化反应 2.5 内酰胺离子液体催化硝化反应
• 离子液体( IL )主要由有机阳离子和无机或有机 阴离子构成的在室温或近室温下呈液态的盐类， 作为一种新型高效的绿色催化剂和溶剂具有许 多传统分子溶剂不可比拟的独特性能： • （1）良好的溶解性能； • （2） 具有较好的热稳定性，蒸汽压几乎为零； （3） 它们与一些有机溶剂不互溶，可以提供 一个非水、极性可调的两相体系； • （4）具有较大的可调性，不同阴、阳离子的 组合，可以调节离子液体的物理和化学性质如 密度、粘度、溶解性和酸、碱性等； • （5）可循环使用
二.土酸
• 在油田领域常将氢氟酸与盐酸的混合酸称 为土酸。土酸用于解除泥浆堵塞和提高泥 砂岩地层的渗透性，以利注水或出油
2.5 内酰胺离子液体催化硝化反应
• 程广斌等制备了低毒性的己内酰胺酸性离子液 体作为催化剂和溶剂，用于催化甲苯与等摩尔 67%硝酸的硝化反应，55℃保温24 h，离子液 体用量占甲苯的摩尔分数为20%，硝基甲苯中 邻、对位异构体质量比o/p=1.2， 产率达37.1%。 齐秀芳等用硝酸/ 乙酐为硝化剂，也获得高的 收率和较好的区域选择性，室温反应2 h,硝基 甲苯的收率为99.7% ，o/p=1.03。该离子液体 重复使用4 次均表现出较好的催化活性及对位 选择性。
2.1 烷基季铵/ 鏻类离子液体催化硝 化反应
• 合成了硝酸乙铵离子液体作催化剂，硝酸 铁为硝化剂，并运用微波技术有效地提高 酚、甲酚和甲氧基酚的硝化反应的对位选 择性，对硝基甲酚的含量高达85 %
2.4 高分子离子液体催化硝化反应
• 将离子液体固载到无机高分子材料中上,由 于其更易分离、后处理方便，用于催化有 机合成反应有着良好的应用前景。Kun Qiao 等将离子液体固载在改性的硅上制备了固 载化的离子液体，用摩尔比为1∶3的62%的 HNO3作硝化剂，10mol％ 的离子液体为催 化剂，80 °C 条件下对苯、甲苯、氯苯、 溴苯和硝基苯进行硝化，反应4 小时，对硝 基甲苯的含量高达60.5% ，表现出极佳的对 位选择性。
绿色催化剂的研究与应用进展
绿色催化剂的研究与应用进展近年来，绿色化学领域的快速发展引领了催化剂研究的新方向。
绿色催化剂是指那些具有高效催化性能，同时对环境友好且可持续发展的催化剂。
研究人员致力于开发绿色催化剂，以降低催化反应的能耗、提高催化剂的催化活性和选择性，并减少催化反应产生的有害副产物。
本文将介绍绿色催化剂的研究进展和应用领域。
绿色催化剂的研究主要集中于以下几个方面：可再生催化剂、纳米催化剂和生物催化剂。
可再生催化剂是指那些可以通过再生回收或再生制备的催化剂，以减少资源的消耗和废物的排放。
纳米催化剂是指具有纳米尺寸的催化剂颗粒，具有较大的比表面积和更好的催化活性和选择性。
生物催化剂是指利用生物体内的酶或细胞作为催化剂，通过生物催化反应来实现环境友好的催化转化。
可再生催化剂的研究颇具潜力。
一种常见的可再生催化剂是基于金属有机骨架材料（MOFs）的催化剂。
MOFs具有高孔隙性和可调控性，在催化反应中表现出良好的催化性能。
研究人员通过调控MOFs的结构和组分，可以获得特定的催化性能，例如高效的催化活性和选择性。
另外，研究人员还开发了一些可再生催化剂，如基于二氧化碳的催化剂和基于可再生能源的催化剂，以提高催化反应的可持续性和环境友好性。
纳米催化剂在催化领域中占据重要地位。
纳米催化剂的纳米尺寸和高比表面积使其具有优异的催化性能。
例如，金属纳米颗粒可以提高催化活性和选择性，而金属氧化物纳米颗粒可以提高催化剂的稳定性和再生性。
此外，通过调控纳米催化剂的形状、大小和组分，可以实现特定的催化反应和所需的产物。
纳米催化剂还可以通过载体材料的设计和选择，实现其在催化反应中的高效利用。
生物催化剂是一种具有广阔前景的研究方向。
生物催化剂可以大幅度降低催化反应所需的温度和压力，减少对稀有金属的需求，并降低副产物和废物的排放。
酶和细胞作为生物催化剂，可以通过生物废物、农业废弃物等廉价和可再生的原料来催化反应，实现生物质资源的高效利用。
此外，生物催化剂还具有高效催化活性和优异的催化选择性，因此在多个领域具有广泛的应用前景。
绿色化工催化剂研究进展
绿色化学化工催化剂研究进展系别：专业名称：学生姓名：学号：指导教师姓名：完成日期 2010年10月17日绿色化学化工催化剂研究进展摘要：对绿色化工中催化剂的研究进展进行了综合叙述，主要介绍了固体酸催化剂、固体碱催化剂和金属催化剂的研究现状，并对其应用和发展前景作了总结和评述.关键词：绿色化工催化剂；同体酸催化剂；同体碱催化剂；金属催化剂Advance in Green Chcmistry CatalystAbstract:Advances in research and development of new-calalyst were reviewed in this paper Researches in solid acid catalyst 、solid base catalyst and metal catalyst and their prospect of application were discussed.Key words: green chemistry catalyst； solid acid catalyst ；solid base catalyst；metal catalyst目录1引言 (1)2 固体酸催化剂的研究进展 (1)2.1金属氧化物催化剂 (1)2.2金属盐催化剂 (1)2.3分子筛 (1)2.4杂多酸催化剂 (2)3 固体碱催化剂的研究进展 (3)4金属催化剂的研究进展 (3)5 结语 (4)参考文献 (4)1引言随着近年地球环境的不断恶化，世界各国日益重视可持续发展战略，绿色化学和化工将给化学工业和环境工程带来革命性变化，要实现环境友好的绿色化工，研究开发新的催化剂及催化方法成为当前关注的重要课题之一。
绿色化工催化剂主要包括固体酸催化剂、固体碱催化剂、金属催化剂等，这些催化剂不仅具有较高活性和选择性，而且催化剂和反应体系易于分离，新型绿色化工催化已成为实现化学工业从低污染向无污染方向转变的关键。
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芳烃绿色硝化催化剂的研究进展刘攀【摘要】硝硫混酸硝化法无位置选择性,副反应多,原子经济性差,存在设备腐蚀和环境污染等问题.开发绿色催化剂替代浓H2SO4,实现芳烃选择性硝化成为该领域的研究热点.本文综述金属盐、金属氧化物、固体酸、离子液体等催化剂催化芳烃绿色硝化的研究进展,分析其特点、催化机理及存在问题,并展望清洁硝化的研究方向.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2014(028)004【总页数】6页(P36-41)【关键词】芳烃;绿色硝化;催化剂;金属盐;金属氧化物;固体酸;离子液体【作者】刘攀【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】TQ246.1;O625.61芳烃硝化是重要的有机反应，其产物广泛用于染料、医药、农药、炸药等领域。
目前，工业上普遍采用硝硫混酸硝化法，该法工艺成熟，收率高，成本低，但存在以下缺陷：（1）反应温度、HNO3浓度、混酸组成等条件变化对产物异构体的分配影响较小，无位置选择性，导致邻位产物过剩积压，而高价值的对位和间位产物较为短缺；（2）混酸硝化易发生氧化、多硝化、羟基化等副反应，原子经济性差，且酚类副产物有爆炸危险；（3）混酸体系具有强烈的酸性和腐蚀性，导致设备腐蚀；（4）硝化过程产生大量的硝烟、废酸、含酚废水、焦油等污染物，治理困难，环境污染严重。
随着绿色化学的发展，开发可重复利用的新型催化剂，提高芳烃硝化的位置选择性和原子利用率，减少环境污染，实现清洁安全生产，成为硝化研究的重要目标。
本文综述金属盐、金属氧化物、固体酸、离子液体等芳烃绿色硝化催化剂的研究进展，着重分析其特点、催化机理及存在问题。
1 金属盐1.1 全氟烷基磺酸盐Waller等[1，2]在1,2-二氯乙烷中采用Ln（OTf）3（Ln=La、Hf、Zr）催化硝酸硝化芳烃，转化率>75%。
稀土金属盐的催化活性和金属离子的荷径比成正比，荷径比越大，Lewis酸性越强，对的束缚越强，与HNO3配位，产生H+，使另一分子HNO3质子化，电离出[NO2]+，由OTf-携至有机相进攻芳烃，发生硝化反应（图1）。
图1 Ln（OTf）3催化芳烃硝化机理Fig.1 Nitrationmechanism of Ln（OTf）3 catalyzing aromatic hydrocarbon李小青等[3]以硅胶负载Sm（OTf）3，利用硅胶的孔道择形作用和稀土盐的Lewis酸性，在1,2-二氯乙烷中催化甲苯和HNO3反应，较未负载时，催化剂用量由10%降至1%，转化率由67.4%提高至89.9%，o/p值（异构体质量比）由1.35降至0.90，间位选择性由2.8%提高至5.7%。
Shi等[4]改用全氟辛基磺酸盐（Ln（OPf）3，Ln=La、Yb、Sc）催化硝酸硝化甲苯，无溶剂参与，70℃反应48h，收率为50%~65%（以HNO3计），o/p值为1.2；采用全氟溶剂，对位选择性提高至76%，催化体系可重复使用5次[5]。
常温下，Ln（OPf）3完全溶于氟相，氟相和有机相、水相均不相溶；反应温度下，氟相和有机相互溶，实现均相催化反应；反应结束，冷却，相分离即可回收催化剂和氟相。
氟两相催化体系避免了蒸发水相的能耗，并具有良好的重复催化性能，但氟代试剂成本昂贵、降解困难，在全球无卤化趋势下，其工业化应用受到限制。
1.2 全氟烷基磺酰亚胺盐袁余斌等[6]在1,2-二氯乙烷介质中以LnX3（Ln= Yb、Y、Sm、Eu、Gd；X=NTf2、NPf2）催化HNO3硝化甲苯，其中，Yb（NPf2）3的催化性能较好，反应2h，转化率>99%，o/p值为1.19，原因是长链全氟烷基磺酰亚胺阴离子体积位阻大，氮原子上的负电荷高度离域，属于“弱配位”，进一步提高了催化剂的Lewis酸性。
催化剂负载于苯乙烯基高分子[7]，方便分离回收，但金属阳离子易溶剂化流失，重复使用性能有待提高。
1.3 芳香族磺酸盐Parac-Vogt等[8]以Yb（BSA）3、Yb（NSA）3催化硝酸硝化甲苯，在1,2-二氯乙烷中反应6 h，转化率>98%，o/p值约1.24。
芳香族磺酸盐替代全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐，避免使用昂贵的氟化试剂，降低了催化剂成本与体系的酸性和腐蚀性。
1.4 乙酰丙酮盐Hill等[9]采用Zr（acac）4催化N2O5/CH2Cl2选择性硝化2-硝基甲苯，产物异构体2,4-/2,6-值为2.23，硝化反应对底物是一级，对催化剂则大于一级。
乙酰丙酮盐/N2O5/CH2Cl2体系的硝化活性强，氧化能力弱，适合苯甲醇、苯甲醛等含敏感官能团的芳香族化合物的硝化反应，但催化剂在反应介质中会溶解，回收困难。
2 金属氧化物胡育等[10]研究了金属氧化物催化苯液相硝化反应，发现两性氧化物（SnO2、CeO2、ZrO2、MnO2、TiO2）和酸性氧化物（Sb2O3）较碱性氧化物（Co2O3、Bi2O3）的活性高，其中，SnO2的活性最高，V（苯）∶V（HNO3）=1∶2.5，90℃下反应7h，收率达95%。
该催化效果是氧化物和HNO3共同作用的结果，HNO3必须过量，存在氧化、HNO3分解、稀酸污染等问题。
Kemdeo[11]考察了焙烧温度对MoO3/SiO2-ZrO2催化活性的影响，经500℃焙烧活性最高，甲苯转化率达89%，700℃焙烧选择性最好，o/p值为0.63，催化剂可重复使用5次。
Sato等[12]以稀硝酸对苯进行气相硝化，TiO2-WO3、ZrO2-WO3、TiO2-MoO3、TiO2-ZnO2作催化剂，硝化温度为160℃，HNO3转化率为64. 3%~82.7%；改用NO2作硝化剂，WO3-MoO3为催化剂，收率达93%[13]。
NO2作硝化剂，廉价易得，但副产物NO原位氧化的效率低，不能使NO2得到完全利用。
Chaubal等[14]采用CuFe0.8Al1.2O4在1,2-二氯乙烷中催化硝酸硝化甲苯，60℃反应1.5h，收率为80%，o/p值为0.54；气相硝化，n（甲苯）∶n（25%HNO3）=1∶0.7，125℃反应，转化率为58%，对位选择性高达77%。
反应过程中，HNO3分子吸附于金属表面，相互发生作用，产生[NO2]+，再与芳烃作用生成硝化产物（图2）。
图2 CuFe0.8Al1.2O4催化芳烃硝化机理Fig.2 Nitrationmechanism ofCuFe0.8Al1.2O4 catalyzing aromatic hydrocarbon3 固体酸固体酸是一类能够给出质子或接受电子的固体催化剂，通常具有表面自由基、价键缺陷或孔道、笼状结构，催化活性好，可重复再生，在工业催化中广泛应用。
3.1 分子筛（沸石）钱华等[15]采用N2O5/CH2Cl2作硝化剂，HZSM-5（Si/Al=260）为催化剂，30℃反应1h，收率为42%（以N2O5计），对位选择性达80%。
N2O5作硝化剂，位置选择性高，清洁高效，但成本高，若能实现大规模廉价制备，无疑是很有前景的硝化技术。
Dagede等[16]分析β沸石催化20%硝酸和甲苯于120℃气相硝化，表现出较高的转化率（55%）、极好的对位选择性（73%）和长的催化寿命（75h），催化反应为典型的孔道择形机制。
分子筛催化剂具有大量孔径同芳烃的动力学直径近似的内部孔道，增加内表面，提供更多的活性中心；孔道对异构体的分配造成空间制约，提高催化的对位选择性（图3）。
反应过程中，分子筛易吸附杂质、堵塞孔道，骨架易被强酸破坏，导致活性下降。
图3 分子筛孔道内芳烃硝化机理Fig.3 Nitrationmechanisms inmolecular sieve for aromatic hydrocarbon3.2 皂土彭新华等[17]采用酸性皂土催化硝酸正丙酯在N2氛围中硝化甲苯、乙苯、正丙苯、叔丁苯，收率分别为56%、47%、27%、11%（以硝酸酯计），o/p值分别为0.58、0.45、0.30、0.11，皂土可再生使用5次。
硝酸烷基酯硝化芳烃，生成醇而不释放水，创造非水环境，降低硝酸的强氧化性，减少氧化副产物的生成及硝酸的自身分解，有利于[NO2]+的平稳释放，反应更加温和。
廉价皂土表面存在自由基或价键缺陷，通过前沿控制效应对芳烃硝化的单电子转移起到推动作用。
3.3 杂多酸（盐）刘丽荣等[18]研究了H3PMo12O40、H3PW12O40、H4SiW12O40的催化性能，在95%硝酸-醋酐/CCl4体系中，甲苯硝化收率>82.5%，o/p值为0.88~1.11。
赵新强等[19]以[EMim]BF4为模版剂，采用溶胶-凝胶法制备H3PW12O40/SiO2，该催化剂比表面积大、孔径分布窄、热稳定性高，催化硝化活性和稳定性好。
Gong等[20]报道了Cs2.5H0.5PMo12O40/SiO2的催化性能，V（苯）∶V （HNO3）=1∶3，70℃反应5h，硝基苯收率>95%，无其它副产物。
杂多酸（盐）通常具有笼状结构，分子表面和结构体内部拥有非定域的电荷，质子活动范围大，表现出很强的Brønsted酸性与氧化-还原能力；催化过程中的表面变化可迅速传递到结构体内部，从而加快反应速率；杂多酸能与非水极性溶剂形成“假液相”体系，实现拟均相反应。
3.4 负载型固体酸Zolfigol等[21]以硅胶硫酸催化NaNO3硝化苯、甲苯，室温反应3min，硝基苯、对甲基硝基苯收率分别为80%、85%；Shokrolahi等[22]改用碳基磺酸作催化剂，收率分别提高至90%、96%。
负载型固体酸保留了常规液体酸的强酸性和高催化效率等优点，容易分离回收，腐蚀性低，环境污染小，但催化剂制备复杂，反应体系中的水会导致液体酸流失，缩短催化剂寿命。
3.5 固体超强酸潘声成[23]以催化甲苯和95%硝酸反应，55℃反应3h，转化率为81%，o/p值为0.91，催化剂可通过焙烧再生；纳米晶态的酸性更强，利用空间限域，可提高位置选择性，转化率为87.4%，o/p值降至0.66[24]。
型固体超强酸，酸性强，活性高，对设备无腐蚀，环境污染小，易分离，催化性能好，但易被还原或溶剂化流失，导致活性下降甚至失活，可添加少量以延长寿命。
3.6 固体铌酸铌酸是一种固体酸，焙烧处理后，Ho=-5.6，酸强度与70%硫酸相当，在有水参与或释放的体系中仍可保持表面的高酸性，而不发生明显降低，催化活性和稳定性较高。
刘丽荣等[18]在CCl4中以铌酸催化95%HNO3-醋酐硝化甲苯，40℃反应1h，收率为99.7%，o/p值为1.20；采用硝-磷酸对铌酸改性，o/p值降至1.04，催化剂可连续使用5次。