超小尺寸金属氧化物纳米粒子（<5 nm）表现与传统纳米粒子不同的新型性质，目前如何精确控制纳米粒子的尺寸仍非常困难。

有鉴于此，日本东北大学Tadafumi Adschiri、Maiko Nishibori、Akira Yoko、筑波大学Eiji Nishibori等报道使用流动相水热合成反应器精确控制CeO₂纳米粒子的尺寸（1.3~9.4 nm），并且研究超小尺寸CeO₂的原子结构畸变。

主要内容

（1）

CeO₂纳米粒子的生长过程类似水滴凝聚的过程，快速生长到3~4 nm的临界尺寸后，随后缓慢生长，并且发生熟化和形貌改变。在开始的纳米粒子生长阶段，超小尺寸纳米粒子具有畸变的原子结构，以及堆叠位错。

在超小尺寸CeO₂纳米粒子（<3 nm或4 nm），Ce 4f轨道（Ce³⁺）由于O的结构畸变，发生不常见的电子结构， 这与常见的氧空位导致的电子结构不同。

（2）

这种超小尺寸金属氧化物具有突出的畸变态，因此在纳米技术应用领域具有前景。此外，这种合成方法可能应用于其他多种多样的金属氧化物，并且有助于探索这些超小尺寸金属氧化物的独特性质。

参考文献

Akira Yoko*, Yuki Omura, Kakeru Ninomiya, Maiko Nishibori*, Tomoki Fujita, Hidetaka Kasai, Eiji Nishibori*, Nobutaka Chiba, Gimyeong Seong, Takaaki Tomai, and Tadafumi Adschiri*, Fusion Growth and Extraordinary Distortion of Ultrasmall Metal Oxide Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c05106

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c05106