传统的液体酸存在废酸处理，设备腐蚀，分离以及工艺连续化等一系列问题，以固体酸催化剂代替传统的污染严重的液体酸催化剂是目前酸催化研究的一个方向。为了研究TiO₂纳米管与ZrO₂复合固体酸性质，首先采用溶胶–凝胶法制备TiO₂纳米颗粒，水热法制备TiO₂纳米管，然后利用蒸发的方法制备了负载ZrO₂的TiO₂纳米管，最后采用浸渍H2SO4的方法制备硫酸化负载ZrO₂的TiO₂纳米管(SO₄^2-/ZrO₂-TNTs)。通过XRD，TEM，SEM，EDS，NH₃-TPD，FT-IR，N2等温吸附–解吸等手段对制备的SO₄^2-/ZrO₂-TNTs固体酸的结构和酸性进行表征。以SO₄^2-/ZrO₂-TNTs为催化剂催化甲苯选择性单硝化反应，通过ZrO₂的负载量，硝酸用量，乙酸酐用量，反应时间，反应温度，催化剂的寿命等方面对催化剂的活性进行研究。结果表明：SO₄^2-/ZrO₂-TNTs固体酸晶体结构以ZrTiO4晶型为主；酸性中心数量较SO₄^2-/ZrO₂、SO₄^2-/TiO₂、SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂固体酸为多，约为1.839mmol/g；超强酸性强度大于ZrO₂固体酸，NH₃脱附超强酸性中心温度约为910K；该固体酸是一种优良的甲苯选择性硝化催化剂；Ti和Zr的原子比为2的固体酸催化剂具有最高的催化活性；最佳反应温度为70℃；最佳反应时间为25min；固体酸催化剂具有良好的重复性和再生的性能，催化剂经十四次重复使用后仍可实现再生，且催化剂的活性基本保持不变。为了进一步研究TiO₂纳米管与ZrO₂的复合固体酸，我们以溶胶–凝胶法制备了Zr掺杂的TiO₂纳米颗粒，采用水热法制备Zr掺杂的TiO₂纳米管，以酸洗的方式制备了质子化Zr掺杂的TiO₂纳米管。通过XRD，TEM，N2等温吸附–解吸，BET，有机胺滴定法，FT-IR等方法对质子化Zr掺杂的TiO₂纳米管固体酸的酸性和结构进行表征，以苯和氯化苄F–C烷基化制备二苯甲烷的反应为目标反应考察催化剂的催化性能。结果显示：水热处理前结晶较好，且只有当Zr掺杂量达到一定才能观察到ZrTiO4，无游离的ZrO₂，水热处理后，晶体结构趋向于无定形态；通过TEM基本观测不定ZrO₂粒子，管状结构良好；固体酸属于中强酸；固体酸表现较好的催化性能；最佳反应温度为60℃；最佳反应时间为8h；最佳催化剂投料量为0.7g；催化剂重复性较好，经五次重复使用后，催化剂性能基本不变。