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4-硝基邻二甲苯主要用于新型除草剂N-甲戊乐灵、维生素B2和二甲基苯胺的生产。目前,工业上合成4-硝基邻二甲苯主要采用硝-硫混酸催化硝化邻二甲苯所得,但该工艺流程中3-硝基邻二甲苯硝化产物占主导,仅有少量的4-硝基邻二甲苯产生,且排放大量的废酸,对环境污染严重。本文设计和制备了新型固体酸催化剂取代现有液体酸,以二氧化氮（NO2）为绿色硝化剂取代硝酸,以邻二甲苯为原料,在氧气的促进过程中以温和的条件高选择性制备4-硝基邻二甲苯的新工艺路线。探索了各类硝化方法硝化邻二甲苯,发现在氧气对NO2的硝化能力有显著的促进作用。并对比了不同Br（?）nsted酸的催化效果,结果表明,硅磺酸作为一种新型的固体超强酸具有稳定、优良的催化性能,易于与产物分离。在优化的反应条件下,邻二甲苯的转化率为46.7%,4-硝基邻二甲苯选择性可达64.6%,对邻比为1.94。并对硅磺酸进行了N2吸附吸附、XRD、FT-IR、TG/DTG、NH3-TPD、Py-FT-IR等一系列微观结构表征,并对其催化硝化反应机理进行了推测。为了进一步提升4-硝基邻二甲苯的选择性,考察了不同的Lewis酸的催化性能,发现在BiCl3的催化作用下,4-硝基邻二甲苯的选择性可明显提高,但BiCl3在硝化反应中易水解,稳定性差。因此,采用化学键合法,将BiCl3键合于表面富羟基的硅酸表面,制备出固载型BiCl3-H2SiO3催化剂。在优化的反应条件下,邻二甲苯的转化率为52.4%,4-硝基邻二甲苯选择性可达到68.4%,对邻比为2.43,且该固载型路易斯酸催化剂在此反应中保持了良好的稳定性。并对BiCl3-H2SiO3进行了XPS、N2吸附吸附、XRD、FT-IR、TG/DTG、NH3程序升温脱附、Py-FT-IR等一系列表征,结合实验数据以及表征结果对该体系下的反应机理进行了探究。本文发展了一种温和、绿色、高效的液相催化硝化方法,分子氧的引入显著提高了硝化效率,固体酸催化剂进一步改善了目标产物的选择性,且易分离和可重复使用。从Br（?）nsted酸和Lewis酸催化的理论角度,发现了两种不同的固体酸催化剂可提升其反应活性和目标产物选择性,进一步提高了原子利用率,具有潜在的工业应用价值。