硝化反应可广泛应用于医药、燃料、农药、杀虫剂和含能材料等制造行业。目前的硝化反应基本上都是使用传统硝硫混酸或硝醋酐作为硝化剂,这些反应有副反应发生、原子经济性差、不适于水敏性和酸敏性物质的硝化尤其对环境造成严重的污染。以N₂O₅为新型硝化剂的反应具有反应条件温和、反应速度快、选择性高、无副反应发生、过程无污染、可实现对酸或水敏感的有机物的硝化等优点。本文着重对电氧化N₂O₄制备N₂O₅的电解过程及对电解液的分离过程进行了比较深入的研究。实验设计了可拆分式电解槽装置,考察了电解槽结构对电解过程的影响,发现槽内设有档板、增大电极面积及采用电解液并流方式,可以提高电解过程的N₂O₅收率,降低能耗。由于电解体系各组分具有强腐蚀性,所以选用了具有耐腐蚀的金属氧化物涂层的Ti电极做电极板,考察了涂敷Pt、RuO₂-IrO₂和IrO₂等不同涂层电极对电解过程的影响。实验结果表明IrO₂/Ti做阳极,IrO₂/Ti做阴极的电解结果最佳。亲水性隔膜和疏水性太强的隔膜对实验过程均不利。亲水性隔膜强化了水的渗透和电渗透过程及N₂O₄通过膜的扩散过程,明显降低电解过程的收率,增加了过程的能耗。疏水性隔膜由于其表面范德华力增强,增大了对无机物种的排斥力,在很大程度上抑制了上述过程的发生。水接触角在95～110°之间的GD和BS01/GS隔膜性能较好,经过机械复合的BS01/GS隔膜在实验中效果最好。通过对隔膜孔径和厚度的考察,发现适用于实验的隔膜孔径最好小于0.2μm;隔膜厚度在60-200μm之间最为适宜。电解实验采用RuO₂-IrO₂/Ti为阳极, Pt/Ti为阴极,孔径0.1μm和厚度100μm的GD疏水膜为隔膜,在2.5V的电压下电解8h,N₂O₅收率可达到86.95wt%,电流效率达到89.23%,比能仅为0.72 kWh/kgN₂O₅。以10?C/h的降温方式,对含N₂O₅浓度大于25wt%的电解液进行冷却结晶,可以得到含N₂O₅高达83.87wt%的固体混合物。将得到的粗N₂O₅溶解到三氯甲烷有机溶剂中,向溶液中通入臭氧,将残留的N₂O₄转化为N₂O₅。最后通过NaF化学吸附粗N₂O₅中的HNO3杂质,使N₂O₅纯度达到99wt%。