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二氧化鈰（CeO2），淡黃或黃褐色粉末，密度7.13g/cm3，熔點2397℃，不溶于水和堿，微溶于酸。氧化鈰有毒、無味、無刺激、安全可靠，性能穩定，是優質玻璃澄清劑、脫色劑及化工助劑。
二氧化鈰粉末和二氧化鈰的晶格結構
近年來，隨著稀土新材料的迅速發展與廣泛應用，人們發現超細粉末二氧化鈰具有新的優異的性能。20世紀90年代中期以來，對該領域的研究日益增多，關于納米二氧化鈰的制備方法和應用研究取得了較大的進展。
制備納米二氧化鈰的方法有固相燒結法、液相法、氣相法、噴霧熱分解法等。
固相燒結法是一種傳統的粉體制備工藝，是在高溫下通過固一固反應制備產品的方法。
例如，采用氯化飾和草酸在低熱條件下進行機械力固相化學反應，制備出前驅體草酸鈰Ce2(C2O4)3·10H2O，繞后經過熱重和差熱分析后，再400℃下分解該前驅體2h，可以得到粒度在80nm左右、表面形貌為球形、結構為立方晶系的黃色二氧化鈰。
固相燒結法具有產量大、制備工藝簡單易行等優點，但由于能耗大、效率低、雜質易混入等缺點，一般使用較少。
液相法相對于固相法和氣相法而言具有不需苛刻的物理條件、操作方便、粒子可控等優點，從而得到廣泛地研究。目前，液相法制備納米二氧化鈰的方法主要包括：沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法、微乳液法等。
（a）沉淀法
沉淀法是液相化學合成高純度納米粒子廣泛采用的方法，它是把沉淀劑加入金屬鹽溶液中進行沉淀處理，再將沉淀物過濾、干燥和焙燒來制得納米級氧化物粉末，是典型的液相法，主要包括直接沉淀、均相沉淀、共沉淀等。利用沉淀法制備納米二氧化鈰的報道比較多。
沉淀法中，抑制粒子間的團聚是合成的關鍵問題。例如，將Ce(NO3)3用氨水沉淀，然后用液氮使凝膠迅速凍結，待其在室溫下緩慢融化后進行2次脫水，可以得到平均粒徑為7nm，比表面積為89m2/g的納米二氧化鈰粉體。
（b）水熱法
水熱法是在特制的高壓反應釜里，采用水作為介質，通過對高壓反應釜加熱，創造一個高溫、高壓的反應環境，使得通常難溶或不溶的物質溶解并且重結晶。水熱合成法己用于制備稀土氧化物納米粉末。
例如，用醇水加熱法制備前驅體，再用水熱法可以制得平均粒徑為10nm左右的Y2O3-CeO2-ZrO2粉體，其粒度分布窄，分散性好。
氣相法是指兩種或兩種以上單質或化合物在氣相中發生化學反應生成納米級新化合物的方法。氣相法包括低壓氣體中蒸發法氣體冷凝法、活性氫熔融金屬反應法、濺射法、通電加熱蒸發法、揮發性化合物混合法、激光誘導化學氣相沉積等。
例如，可以采用直流磁控反應濺射法，通過調節沉積溫度、退火時間、水分壓等工藝參數，可以在雙軸織構的鎳鎢合金（Ni-5%W）基帶上生長得到二氧化鈰過渡層。
噴霧熱分解法制備稀土氧化物超細粉末，由于兼具了液相法和氣相法的諸多優點，近幾年來成為一種新興的稀土氧化物超細粉末的制備方法。
噴霧熱分解法為一步連續過程，粒子形態均勻可控，無需各種液相法中后續過濾、洗滌、干燥、粉碎和鍛燒過程，既簡化了操作、有利于工業生產，又避免在上述過程中引入雜質和破壞晶體結構，從而保證產物的高純度和高活性。目前該法已用于一些稀土氧化物納米粉體的制備，但未見用其制備納米二氧化鈰的報道。所以各位有興趣有條件的讀者可以嘗試一下。
納米二氧化鈰是目前玻璃拋光最常用的磨料，廣泛應用于玻璃、光學元件等精密加工，并得到廣泛研究。氧化鈰拋光粉主要成份為二氧化鈰（CeO2），其次分別為氧化鑭（La2O3）、氧化鐠（Pr2O3）、氧氟化鑭（LaOF），此外還含有微量的氧化硅、氧化鋁和氧化鈣。在拋光粉中影響拋光效果的是CeO2的粒度、純度及硬度。其中粒度為主要因素，粒度大適合通常的光學元件、眼鏡片等的拋光，粒度小適合精細光學鏡頭的高速拋光。
舉例：玻璃作為最普通及基本的無機材料，廣泛應用于筆一記本電腦硬盤玻璃基片、數碼相機芯片、超精密光學鏡頭、光學窗口等光學元件，以及光通訊元件、平面顯示器等先進電子產品的制造中。超光滑亞納米級粗糙度、平整、無微觀缺陷的玻璃表面已成為關系這些高技術產品性能的重要因素。
化學機械拋光（CMP）是集成電路生產中硅片加工以及整個沉積和蝕刻工藝的重要組成部分，它借助CMP漿料中超微研磨粒子的機械研磨作用以及漿料的化學腐蝕作用，用專用拋光盤在己制作電路圖形的硅片上形成高度平整的表面，是目前能夠提供超大規模集成電路制造過程中全局平坦化的一種新技術。
鈰作為一種鑭系元素，可失去兩個6s電子和一個5d電子形成三價離子，也可由于受4f電子排布的影響形成較穩定的4f空軌道，給出四價離子。這種變價特性，使其具有很好的氧化還原性能。二氧化鈰不僅具有獨特的儲氧、放氧功能,而且又是稀土氧化物系列中活性最高的一個氧化物催化劑，因此在許多場合下二氧化鈰可作為助劑來提高催化劑的催化性能。
舉例：電極在燃料電池電化學反應中作用至關重要，電極不僅是燃料電池中不可缺少的重要組成部分，也兼做電化學反應的催化劑。過渡金屬氧化物陽極在性能上有許多其他材料無法比擬之處，主要優勢在于它的多氧化態，多種價態共存的情況有助于電子自由遷徙，因此此類電催化劑的活性高于固定價態的點催化劑。
稀土元素由于其特殊的原子結構和活性，作為微量添加劑用于鋼、鑄鐵、鋁、鎳、鎢等材料中，能消除雜質、細化晶粒和改善材料組成，從而改進合金的機械、物理和加工性能，提高合金的熱穩定性和耐腐蝕性。
舉例：以納米二氧化鈰作涂層和添加劑能改善高溫合金和不銹鋼的抗氧化、熱腐蝕、水腐蝕和硫化性能，也可用作球墨鑄鐵的孕育劑。
由于納米CeO2具有豐富的電子躍遷能級，對紫外光吸收有優異的光學敏感性。加之納米粒子的小尺寸效應、高比表面效應、宏觀量子效應，對紫外光有較強的散射和反射作用。而且CeO2熱穩定性好、安全無毒、資源豐富、制備成本低，因此有望成為一種應用于各領域的新型紫外吸收劑。
舉例：在高檔化妝品中，采用納米CeO2及SiO2表面包裹的復合物作為主要的紫外線吸收材料，克服TiO2或ZnO顏色有蒼白感和紫外吸收率低的缺點。除了可以在化妝品使用外，納米CeO2還可以添加到聚合物中制得防紫外線老化纖維，制得具有優良防的紫外線遮蔽率及熱輻射遮蔽率的化纖面料。性能優于目前所用的TiO2，ZnO，SiO2。此外，納米CeO2還可以加入涂料中，抵御紫外線，降低聚合物的老化降解速度。
來源：粉體圈