黄明慧，陈宇坤，唐 鸿，高努男，徐要辉,1b,1c※

（1.乐山师范学院 a.电子与材料工程学院；b.功能材料实验室；c.西部硅材料光伏新能源产业技术研究院，四川 乐山 614000；2.四川大学 高分子科学与工程学院，四川 成都 610207）

0 引言

二氧化铈（CeO2）是重要的稀土氧化物，也是典型的储氧材料[1]。当体系富氧时，CeO2可以捕获环境中的氧气，而当体系缺氧时，CeO2可以释放氧气，CeO2的这种特性称之为储氧能力（Oxygen Storage Capacity），其储氧/释放机理如方程式（1）所示[2]。CeO2晶体中含有微量的Ce3+离子，可与Ce4+离子形成Ce4+↔Ce3+的氧化还原循环，同时伴随着氧空位缺陷（“V”）的形成与消失，氧空位缺陷的数量是其储氧能力的决定因素。有趣的是，即使CeO2晶体中存在大量的氧空位缺陷，它仍旧能够维持自身的萤石结构。基于CeO2的这些特性，其在催化剂领域具有广泛的应用，尤其是作为机动车尾气处理中的三效催化剂助剂[3-7]。

为了进一步提升CeO2的储氧能力，国内外研究者多数采用离子掺杂改性的方法微观调整CeO2表面的化学状态和晶体结构[8-10]。Dai[11]等以多孔硅KIT-6 为模板剂利用模板法合成了单相CeO2粉体，其储氧能力高达2.38 mmol/g，经过Cu2+和Fe3+离子的掺杂改性，其储氧能力分别提高到了6.05 和7.59 mmol/g。Barbato[12]等分别采用溶液燃烧法和湿法浸渍法得到了Cu2+离子掺杂的CeO2，其储氧能力分别为0.601 mmol/g 和0.784 mmol/g。Dutta[13]等采用溶液燃烧法得到了一系列Ti4+离子掺杂的CeO2粉体。单相CeO2的储氧能力为0.23 mmol/g，而当Ti4+离子的添加量为40 mol.%时，所得Ce0.6Ti0.4O1.73的储氧能力达到了最大，为2.0 mmol/g。Singh[14]等采用水热法得到了Ti4+离子掺杂的Ce0.60Ti0.40O2粉体，其储氧能力约为1.2 mmol/g。此外，还合成了一系列Fe3+离子掺杂的Ce1-xFexO2-δ粉体，当x=0.15时，其储氧能力约为1.1 mmol/g。……