氧化铈及其固溶体在许多工业过程和设备中起着至关重要的作用，其中包括太阳能-燃料转换、固体氧化物燃料电池和电解槽、忆阻器、化学循环燃烧、汽车三元催化器、催化表面涂层、超级电容器以及最近出现的电致伸缩装置。二氧化铈的一个重要特点是可以通过调整缺陷化学来提高材料在不同应用领域的有效性。多年的研究已经揭示了二氧化铈及其衍生物的长期、宏观特征。近日，苏黎世联邦理工学院的Jennifer L. M. Rupp等人综述了二氧化铈及其固溶体的缺陷结构与化学研究进展，重点介绍了氧化铈缺陷化学中之前较少受到关注的一个领域——缺陷诱导的局部扭曲和短程关联，这些特征在本质上是非周期性的，因此不容易被传统的XRD技术检测到，而通过热力学分析、拉曼光谱、X射线吸收精细结构(XAFS)光谱等方法可以提供对材料行为的表征，它们不依赖于长期的周期对称性。从热力学分析中，可以推断出缺陷之间的联系。XAFS是一种元素特异性探针，可以获得选定原子种类周围的局部结构，而拉曼光谱可以检测到键合模式的局部对称性破坏和振动变化。对于未掺杂二氧化铈及其固溶物，短程有序与阳离子-氧-空位配位的关系是一个非常有意义的研究课题。除了整理了文献中有时相互矛盾的数据外，该文章还报道了一些新的光谱结果和分析。该工作有望增加研究人员对短程有序与阳离子-氧-空位配位关系的基本理解，进一步增强预测和调整铈基材料的缺陷化学的能力。

Rafael Schmitt, Andreas Nenning, Olga Kraynis, logod, Roman Korobko, Anatoly I. Frenkel, Igor Lubomirsky, Sossina M. Haile and Jennifer L. M. Rupp.

A review of defect structure and chemistry in ceria and its solid solutions. Chem. Soc. Rev., 2020.

DOI: 10.1039/C9CS00588A

http://doi.org/10.1039/C9CS00588A