铁基催化剂在合成氨、费托合成、NOx的选择性还原等方面具有优异的活性。因此,探索铁基催化剂的新应用途径和作用机理具有重要的意义,引起了许多科学家的关注。其中,芳硝基化合物的选择性加氢是一类具有重要应用前景的反应,这是因为苯胺（AN）是一种重要的精细化学品和中间体,广泛用于农药、医药和染料等行业。研制可用于硝基苯选择性加氢的铁基催化剂,并探索其在反应中的活性规律及反应机理,以期寻找到一种高效、高稳定性、易分离和可重复使用的铁基催化剂。首先,我们利用活性炭、苯胺及醋酸亚铁为原料,采用简单的热解方法制备了碳膜包覆并嵌入至平板碳中的氧化铁纳米颗粒（Fe₂O₃@G-C）。实验发现:Fe₂O₃@G-C-900催化剂（900 ℃热解所得）在芳硝基化合物选择性加氢反应中具有很高的活性。在2 MPaH2,70 ℃条件下反应2 h,硝基苯转化率达到95.4%,苯胺选择性达到99.1%。更重要的是,在Fe₂O₃@G-C-900催化剂上硝基苯主要通过直接途径加氢还原生成苯胺,整个反应过程中没有高沸点AOB,AB和HAB等副产物生成。表征结果发现:Fe₂O₃@G-C-900催化剂的高活性可能与其具有较大的比表面积、孔体积、高度分散的氧化铁纳米颗粒以及氧化铁纳米颗粒和其表面碳膜的协同作用密切相关。此外,催化剂中引入的氮原子不仅可以在包覆的碳膜上形成缺陷,也能进一步增强包覆在氧化铁纳米颗粒表面的碳膜的催化活性。Fe₂O₃@G-C-900催化剂在一系列含有不同取代集团的芳硝基化合物的加氢反应中均有着优异的催化活性,且对位取代的底物相对于间位及邻位的底物更容易发生加氢还原反应。在这一类铁基催化剂中,碳载体对反应活性和产物选择性有着重要的作用。为了验证碳载体的种类对催化剂的影响,在后面的工作中我们以氧化石墨烯（GO）作为碳源,采用同样可控的聚合-热解工艺制备了一种铁基催化剂,在这个催化剂中氧化铁纳米颗粒（Fe₂O₃NPs）负载于石墨烯/氮杂石墨烯复合膜上。该催化剂由氧化石墨烯、苯胺及醋酸亚铁热解得到。研究发现:热解温度对催化剂中金属纳米颗粒尺寸、形貌有很大的影响,所得到的催化剂的活性也有很大的差异。Fe₂O₃/rGO/N-rGO-700催化剂（700 ℃热解所得）在硝基苯选择性加氢反应中具有很高的活性。该催化剂在循环使用5次后,仍具有良好的活性。在Fe₂O₃/rGO/N-rGO-700催化剂上硝基苯的加氢主要是直接途径,避免了缩合产物生成而导致的混合物分离困难、产品不纯以及催化剂失活等问题。