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納米二氧化鈰（CeO2）是無機金屬氧化物的一種，鈰離子通過與氧原子的可逆結合以及氧空位的存在，在Ce3+和Ce4+之間不斷循環轉換，使其具有氧化還原的雙重特性。由于納米CeO2特殊的物理化學性質，其在紫外吸收材料領域、催化劑領域、生物醫學等領域得到了廣泛關注與應用。

本期小豐整理了3篇納米CeO2的最新研究進展，一起看下吧~

Science BulletinRu

納米顆粒和Cu單原子修飾CeO2光催化C-N偶聯合成尿素

光催化氮氣（N2）和二氧化碳（CO2）生產尿素是Bosch-Meiser路線的可持續且環保替代方案。然而，如何開發高效的光催化劑來促進C-N偶聯以合成高產尿素仍是一個重大的挑戰。

2025年1月31日，期刊Science Bulletin報道研究人員提出了一種多位點光催化劑的概念，通過同時改善光生載體分離和反應物活化來解決低產率的問題。作為概念的證明，一種定義良好的多位點光催化劑，Ru納米顆粒和Cu單原子修飾的CeO2納米棒（Ru-Cu/CeO2）被開發出來，用于高效生產尿素。

研究發現，Ru和Cu位點的結合不僅對產生高密度的光生電子至關重要，而且對促進N2和CO2的吸附和轉化也至關重要。Ru位點原位形成的局部富氮區增加了與Cu位點生成的含碳物質相遇的可能性，大大促進了C-N耦合。

進一步的測試結果顯示，Ru-Cu/CeO2的產率（16.7μmol g-1h-1）顯著高于CeO2（3.6）、Ru/CeO2（7.0）和 Cu/CeO2（5.3），表明Ru和Cu的協同作用使活性提升360%。Ru-Cu/CeO2光催化劑的尿素產率為16.7μmol g?1h?1，是目前報道的性能最好的光催化劑之一。

實驗和理論結果表明，Ru和Cu位點實現了加速的電子動力學和位置選擇性的N2和CO2轉化，顯著降低了關鍵*NCON中間體形成的能壘。增強的C-N偶聯過程使Ru-Cu/CeO2成為光催化合成尿素的最佳催化劑之一。

本研究為開發具有多功能位點的先進催化劑，實現各種光催化應用開辟了新的途徑。

文獻名稱：A multi-site Ru-Cu/CeO2 photocatalyst for boosting C-N coupling toward urea synthesis

Journal of Nanobiotechnology

細胞外囊泡負載二氧化鈰納米顆粒緩解DON致肝損傷的分子機制

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)，是糧食儲存和加工過程中由鐮刀菌屬產生的一種高穩定性毒素。DON進入體內后會導致肝細胞損傷。傳統抗氧化物質(如維生素C、白藜蘆醇、姜黃素等)雖然具有一定的緩解作用，但普遍存在靶向性不足、代謝過快等缺陷，難以實現長效肝臟保護作用。

2025年3月17日，期刊Journal of Nanobiotechnology報道研究人員利用膜擠壓法將二氧化鈰納米顆粒封裝入骨髓間充質干細胞外泌體（BMSC-exos），構建BMSC-exos@CeO2納米復合物。

測試結果顯示，BMSC exos@CeO2顯示出低細胞毒性、增強抗氧化活性，并減少DON條件下Hepa1-6細胞的炎癥。在體內研究中，通過ICP-MS檢測發現該復合物在肝臟的滯留時間可長達72h以上，還可以防止抗氧化劑耗竭并抑制肝臟炎癥，顯著優于傳統抗氧化劑。

研究人員進一步通過整合氧化脂質組學、蛋白組學及代謝組學等多組學分析，發現BMSC-exos@CeO2能夠通過調控細胞內穩態調控元件AMPK，有效抑制JAK1/STAT3脂質過氧化信號通路，從而阻斷氧化應激的級聯反應，顯著減輕DON誘導的肝細胞損傷。

這項研究不僅深入揭示了DON致肝損傷的分子機制，更重要的是開發了一種基于外泌體-納米協同作用的新型解毒策略，為食品安全防護和靶向解毒治療提供了新的的解決方案，具有重要的科學意義和臨床應用前景。

文章名稱：Protective effects of bone marrow mesenchymal stem cell-derived exosomes loaded cerium dioxide nanoparticle against deoxynivalenol-induced liver damage

Small

基于CeO2/In2O3納米復合材料的耐濕化學電阻，用于甲醛的選擇性檢測

甲醛是最危險的室內揮發性有機化合物之一，即使是低水平的暴露也會導致嚴重的健康問題，包括腦腫瘤、癌癥、慢性呼吸系統問題和其他疾病。因此，有效檢測ppb水平和低溫下的甲醛至關重要。

2025年4月4日，期刊Small報道研究人員通過二氧化鈰/氧化銦（CeO2/In2O3）納米復合材料開發了一種室溫操作的甲醛化學電阻，可用于甲醛的選擇性檢測。

在該項工作中，研究人員使用水熱法在In2O3納米立方體上制備CeO2納米球，合成了CeO2/In2O3納米復合材料。這種獨特的結構增強了CeO2/In2O3的傳感能力，使其能夠檢測1-50ppm范圍內的甲醛，并獲得了0.157ppm的檢測限。

此外，該傳感器在室溫下對50ppm甲醛的最佳靈敏度響應可達175.05，并對各種其他物質表現出響應性，例如甲醇、乙醇、苯胺、苯、甲苯、丙酮和氨。

該項工作中制備的CeO2/In2O3傳感器表現出良好的選擇性、靈敏度、穩定性、快速響應/恢復時間和對濕度的適應性，對開發甲醛及其他氣體的檢測提供了參考。

文獻名稱：Humidity-Resistant CeO2/In2O3 Nanocomposite-Based Chemiresistor for Selective Detection of Formaldehyde

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