芳族硝化长期以来一直是工业化学中的重要过程，因为硝基芳族产品广泛用作染料、农药、溶剂、药物以及制造合成染料和其他化学品的中间体。传统硝化反应是用浓硝酸（98%）和硫酸按1:2的比例混合。尽管硝化混合物在转化率方面具有很高的效率，但除了产生大量稀硫酸导致环境污染外，还存在区域选择性低和对官能团的耐受性差等缺点。

 

因此，找到一种绿色硝化工艺是很重要的。固体酸催化剂是一种很有前景的硝化方法。三氧化钨 (WO3) 是一种 n 型过渡金属氧化物，可能是多种应用的候选材料，例如电致变色器件、智能窗、微电子、气体传感器、超级电容器等。

 

 

因此，二氧化硅 (SiO2) 被掺杂在 WO3 上以增强其催化剂的疏水性。三氧化钨/二氧化硅催化剂使用溶胶凝胶法合成，在不使用任何硫酸的情况下在芳族硝化中显示出有相当高的活性 (高达 65% 的转化率) 。 WO3/SiO2催化剂的合成如下：

 

将偏钨酸铵 (10.62 g) 溶解在 20 mL 蒸馏水中，并在持续搅拌下逐滴加入硅酸乙酯 40 (100 g) 的无水 IPA (70 mL) 溶液中。进一步稀释。将NH4OH(2.5％)溶液(6mL)加入上述溶液中并搅拌直至获得白色凝胶。将所得凝胶在空气中干燥，然后在马弗炉中在 500°C 下煅烧 5 小时。

 

 

将 5.0 g 煅烧的 20% WO3/SiO2 分散在 25 mL 无水甲苯中，向其中分别加入 0.265 g、0.08 g 和 0.4 g Dynasylan 9896（6.6 wt%、2 wt% 和 20 wt%）Dynasylan 9896。然后，将所得混合物在 80°C 下加热，同时在旋转蒸发器上继续混合 8 小时。然后真空蒸发甲苯并将所得粉末在烘箱中在100℃下干燥5小时。

 

总之，使用溶胶凝胶法合成的 WO3/SiO2 催化剂在不使用任何硫酸的情况下，使用商业硝酸 (70%) 作为硝化剂在液相芳族硝化中显示出良好的活性（高达 65% 的转化率）。烷基硅烷对表面硅烷醇基团的官能化略微降低了表面积。观察到邻二甲苯硝化的显着改善，转化率从 68% 提高到 80%，而对 3- 和 4-硝基邻二甲苯的选择性没有变化。由于苯在较低的温度下与水形成共沸物，催化剂可以有效地循环用于苯硝化，而无需使用额外的溶剂，从而可以很容易地从反应体系中除去水。