甘油修饰超小型CeO2纳米颗粒通过增强Ce3+价态与氧空位赋予高效抗氧化活性及紫外线防护新策略

本文报道了一种在常温下通过简单共沉淀法合成甘油修饰超小型二氧化铈纳米颗粒（GCNs）的创新策略。研究发现甘油改性可显著调控纳米颗粒粒径（降至2.66±0.02 nm）、提升分散性，并使GCN-6（66.6 wt%甘油修饰）的Ce3+含量与氧空位浓度提升至未修饰CeO2的两倍，从而显著增强清除DPPH/超氧化物/羟基自由基的抗氧化活性。细胞实验证实GCN-6在0.625 mg/mL以下浓度对HaCaT细胞无毒性，并能有效抑制UVB辐射诱导的活性氧（ROS）生成，为开发兼具防晒与抗氧化功能的纳米材料提供了新思路。

　　

材料表征

通过动态光散射（DLS）测定所有制备的CeO₂纳米颗粒的粒径分布。未修饰CeO₂（Ce Naked）的平均粒径为（42.63±0.99）纳米（图1a），而成功的甘油修饰使CeO₂纳米颗粒的流体动力学直径减小。如图1a所示，随着甘油添加比例的增加，GCNs的最终粒径逐渐减小至（32.44±0.55）、（28.80±0.48）、（16.32±0.21）、（8.49±0.10）和（8.19±0.10）纳米。

结论

总之，本研究报道了在温和条件下通过环保的共沉淀法制备超小型甘油修饰CeO₂纳米颗粒（GCNs）。甘油的精细添加显著影响了GCNs的物理化学性质，包括粒径、表面氧化态和抗氧化性能。因此，随着所用甘油比例的上升，GCNs的尺寸从（8.42±0.03）纳米逐渐减小至（2.66±0.02）纳米，这有效调控了其表面电子结构。值得注意的是，GCN-6（66.6 wt%甘油修饰）的氧空位和Ce³⁺含量显著增强，几乎达到未修饰CeO₂对应物（Ce Naked）的两倍。