铈-镧氧化物表面磷酸化修饰制备催化惰性白色颜料的研究

针对CeO2 在化妆品应用中存在的氧化催化活性和黄色色调问题，研究人员通过磷酸化处理CeO2 -La2 O3 混合物，成功制备出高白度、低催化活性的复合颜料。该材料通过LaPO4 表面层的形成有效抑制Ce4+ /Ce3+ 氧化还原循环，同时改善光学性能，为安全化妆品开发提供新策略。

　　

在防晒化妆品领域，二氧化钛(TiO₂
)和氧化锌(ZnO)长期占据主导地位，但它们的光催化活性会产生活性氧(ROS)，可能损伤皮肤脂质。氧化铈(CeO₂
)虽具有优异紫外线散射能力，但其固有的Ce⁴⁺
/Ce³⁺
氧化还原循环导致的催化活性和黄色色调限制了应用。针对这一双重挑战，研究人员创新性地提出通过表面磷酸化修饰CeO₂
-La₂
O₃
混合物来开发新型白色颜料。

研究团队采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、粒度分析和色度测定等技术，系统表征了材料特性。通过控制Ce/La摩尔比(9:1和5:5)和反应温度(25-80°C)，在磷酸溶液中处理氧化物混合物，发现La₂
O₃
优先与磷酸反应形成LaPO₄
表面层。这种选择性反应源于La³⁺
比Ce⁴⁺
更高的磷酸反应活性。

结构演变分析显示，LaPO₄
以单斜晶系单矿相形式存在，而CeO₂
保持萤石结构不变。在Ce/La=5:5的样品中，80°C处理可形成连续LaPO₄
包覆层，使材料白度(L值)提升至98.3，显著优于纯CeO₂
的91.5。催化活性测试表明，该处理使H₂
O₂
分解率降低85%，证明有效抑制了氧化还原活性。

这项研究的意义在于：首次通过La₂
O₃
的"牺牲性反应"策略，在低温下实现CeO₂
表面高效磷酸化；开发的复合颜料兼具高白度、低光催化活性和良好分散性；为稀土氧化物在化妆品中的应用开辟了新途径。论文发表在《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》，为开发更安全的防晒成分提供了重要参考。