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改性氧化鈰是通過對(duì)二氧化鈰（CeO?）進(jìn)行結(jié)構(gòu)或表面修飾，以優(yōu)化其物理化學(xué)性能的一類功能材料。其核心優(yōu)勢(shì)源于鈰元素獨(dú)特的 Ce3?/Ce??氧化還原對(duì)和氧空位形成能力，通過改性可進(jìn)一步提升催化活性、離子導(dǎo)電性、吸附能力及生物相容性等，廣泛應(yīng)用于能源、環(huán)境、電子和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

應(yīng)用領(lǐng)域與典型案例

1. 能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)

• 燃料電池：GDC 電解質(zhì)在中溫 SOFC 中表現(xiàn)出高離子電導(dǎo)率（600℃時(shí)達(dá) 0.1 S/cm），與鎳基陽極和錳酸鍶鑭陰極的兼容性良好。

• 光催化：氧空位修飾的氧化鈰與 TiO?復(fù)合，可將光響應(yīng)范圍擴(kuò)展至可見光區(qū)，在光解水制氫中效率提升 50%。

2. 環(huán)境治理

• 汽車尾氣凈化：過渡金屬摻雜的氧化鈰作為三元催化劑載體，可同時(shí)促進(jìn) CO、HC 氧化和 NOx 還原，降低貴金屬用量。

• 廢水處理：分級(jí)多孔氧化鈰對(duì) Pb2?、Hg2?等重金屬離子的吸附容量達(dá) 200 mg/g 以上，且可通過光催化降解有機(jī)污染物（如羅丹明 B）。

3. 電子與微電子

• 化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）：表面帶正電荷的氧化鈰納米顆粒在半導(dǎo)體晶圓拋光中去除速率高達(dá) 3019 ?/min，且缺陷率低，適用于 14 nm 以下先進(jìn)制程。

• 傳感器：Fe 摻雜氧化鈰對(duì) NO?氣體具有高靈敏度（10 ppm 時(shí)響應(yīng)值 > 100），響應(yīng)時(shí)間 < 10 秒，可用于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

4. 生物醫(yī)學(xué)

• 抗氧化治療：PEG 包覆的納米氧化鈰負(fù)載環(huán)孢素 A用于干眼癥治療，通過清除 ROS 和調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化，顯著改善角膜微環(huán)境。

• 藥物遞送：α-CD 包覆的納米氧化鈰作為載體，實(shí)現(xiàn)姜黃素的靶向遞送，在小鼠模型中使脈絡(luò)膜新生血管面積減少 84.4%，療效優(yōu)于現(xiàn)有抗 VEGF 療法。

改性氧化鈰憑借其多功能性和可設(shè)計(jì)性，已成為解決能源、環(huán)境和健康領(lǐng)域關(guān)鍵問題的核心材料之一。未來研究需進(jìn)一步深化構(gòu)效關(guān)系理解，開發(fā)綠色高效的制備工藝，并加速其在新興領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。