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改性氧化鈰是通過對二氧化鈰（CeO?）進行結構或表面修飾，以優化其物理化學性能的一類功能材料。其核心優勢源于鈰元素獨特的 Ce3?/Ce??氧化還原對和氧空位形成能力，通過改性可進一步提升催化活性、離子導電性、吸附能力及生物相容性等，廣泛應用于能源、環境、電子和生物醫學等領域。

應用領域與典型案例

1. 能源轉換與存儲

• 燃料電池：GDC 電解質在中溫 SOFC 中表現出高離子電導率（600℃時達 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?復合，可將光響應范圍擴展至可見光區，在光解水制氫中效率提升 50%。

2. 環境治理

• 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，可同時促進 CO、HC 氧化和 NOx 還原，降低貴金屬用量。

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

3. 電子與微電子

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

• 傳感器：Fe 摻雜氧化鈰對 NO?氣體具有高靈敏度（10 ppm 時響應值 > 100），響應時間 < 10 秒，可用于空氣質量監測。

4. 生物醫學

• 抗氧化治療：PEG 包覆的納米氧化鈰負載環孢素 A用于干眼癥治療，通過清除 ROS 和調節巨噬細胞極化，顯著改善角膜微環境。

• 藥物遞送：α-CD 包覆的納米氧化鈰作為載體，實現姜黃素的靶向遞送，在小鼠模型中使脈絡膜新生血管面積減少 84.4%，療效優于現有抗 VEGF 療法。

改性氧化鈰憑借其多功能性和可設計性，已成為解決能源、環境和健康領域關鍵問題的核心材料之一。未來研究需進一步深化構效關系理解，開發綠色高效的制備工藝，并加速其在新興領域的應用拓展。