芳烃硝化是最基本也是最重要的有机取代反应之一,它提供了关键的有机中间体和功能材料。应该注意的是,到目前为止,现在的芳烃硝化仍然主要依靠早期技术,以硝酸和硫酸混合物来合成硝基芳香化合物。然而该方法存在产生大量废酸、腐蚀设备、污染环境以及产物选择性差等诸多缺点。为了解决这些问题,本文拟用NO2作为硝化反应的硝化试剂以取代硝酸,催化剂采用可回收的固体酸以取代硫酸,在室温下研究了两种芳烃（苯和1-硝基萘）的催化硝化以制备硝基苯和1,5-二硝基萘（1,5-DNN）。本文首先探索了在低温、氧气气氛条件下苯液相催化硝化制备硝基苯的新方法。试验了多种催化剂后,实验结果表明,采用化学键合方法制备的固载型路易斯酸催化剂Fe Cl3-H2Si O3表现了良好的催化性能。在优化反应条件后,苯的转化率为98.5%,硝基苯的选择性为99.6%。同时,固载型路易斯酸催化剂Fe Cl3-H2Si O3展示了非常好的稳定性,在循环使用5次后,苯的转化率仍有97.2%,硝基苯的选择性仍为99.4%。并采用N2物理吸附脱附、XPS、NH3-TPD及吡啶吸附红外等技术对催化剂微观结构进行了表征。结合实验结果与表征结果,提出了Fe Cl3-H2Si O3催化剂可能的催化硝化反应机理。同时本文以1-硝基萘为原材料,以NO2为硝化剂催化硝化得到1,5-二硝基萘（1,5-DNN）。首先考察了各种酸催化剂的效果,实验得出采用水热法制备的固体酸WO3/Zr O2催化剂有较好的效果,再考察了反应物的摩尔配比、反应的温度、反应的时间和氧气的压力对1-硝基萘硝化的作用。结果表明,在优化的反应条件下,1-硝萘的转化率为90.2%,1,5-DNN的单选择性为49.5%。在循环5次后,1-硝基萘的转化率和1,5-DNN的选择性仍然保持较高的水平,具有良好的稳定性。并采用NH3-TPD、XRD和XPS等手段对催化剂进行微观研究。并初步推测了1-硝基萘硝化过程可能的反应机理。为了进一步提升1,5-DNN的选择性,采用浸渍法设计和制备了几种典型的固体超强酸催化剂,并考察其液相催化硝化反应性能,结果表明SO42-/Fe2O3催化剂具有较好的催化效果,在优化反应条件下,1-硝基萘的转化率为92.3%,1,5-DNN的选择性为51.9%。并对其重复使用性能进行了考察,结果表明,在重复使用5次后,1-硝基萘的转化率和1,5-DNN的选择性仍然保持较高的水平,具有良好的稳定性。