常見防曬劑主要就是無機(jī)和有機(jī)防曬。而對(duì)于無機(jī)防曬，常見的無非就是氧化鈦和氧化鋅。而今天就來談?wù)勔环N不常見的氧化鈰CeO2在防曬上的研究。

氧化鈦和氧化鋅對(duì)于UVA和UVB有較高的反射效果，因此被廣泛使用。然而由于它們較高的折射率，在使用后常常感覺到不自然的白，就是我們常稱的“刷墻”。

而對(duì)于氧化鈰，它對(duì)可見光易穿透，但是對(duì)于紫外線卻有很好的吸收性，同時(shí)也讓皮膚看起來更自然。然而，由于CeO2對(duì)于有機(jī)原料具有很高的催化氧化能力，因此也限制了它在防曬中的應(yīng)用。日本的兩位科學(xué)家在2003年發(fā)表的研究，目的就是尋找解決方法來開發(fā)安全，穩(wěn)定且具有高效紫外吸收能力的無機(jī)防曬劑。

他們通過中和沉淀法制備了不同元素Mn+摻雜的Ce(OH)3. (Mn+=Mg2+,Ca2+, Sr2+, Ba2+,Y3+, La3+,Nd3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+)。然后再用H2O2氧化得到Mn+摻雜的CeO2，再使用NaOH和HCl進(jìn)行中和。通過采用透射電鏡TEM對(duì)所得到的樣品進(jìn)行電鏡觀察，沉淀得到的鈰以棒狀形貌和球形顆粒狀存在，而形貌的差異主要又Ce(OH)3氧化成CeO2過程中溶液的pH決定的。在中和反應(yīng)和氧化反應(yīng)兩個(gè)過程中，當(dāng)溶液pH都高于8時(shí)，主要以下圖棒狀形貌。

而當(dāng)中和反應(yīng)過程pH高于8，氧化反應(yīng)過程pH低于7時(shí)，得到的為球形顆粒。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧化過程總pH低于7時(shí)，棒狀的Ce(OH)3開始分解形成球形CeO2，如下圖所示。

以上是作者對(duì)不同的工藝得出的CeO2進(jìn)行的研究，遺憾的是作者并未對(duì)不同形貌的UV吸收性能進(jìn)行比較。隨后作者也比較了不同元素?fù)诫s的CeO2的顆粒大小，比表面進(jìn)行了比較。在次就不做過多的說明。下面將對(duì)有關(guān)CeO2防曬性能的研究進(jìn)行探討。

CeO2由于催化氧化的能力太強(qiáng)而限制了應(yīng)用，因此如何降低它的氧化能力則是需要解決的問題。作者比較了不同元素?fù)诫s的CeO2對(duì)蓖麻油的氧化能力，發(fā)現(xiàn)摻雜Ca和Zn能夠顯著的降低反應(yīng)活性。為什么這兩個(gè)元素能夠降低反應(yīng)活性？首先就要理解為什么CeO2具有較高的活性，可以通過如下的反應(yīng)看出：

鈰易于在4+和3+之間轉(zhuǎn)化，形成氧空穴，進(jìn)而活化氧氣，促進(jìn)反應(yīng)。而鈰易于在4+和3+之間轉(zhuǎn)化則是因?yàn)槔硐氲陌嗣骟w螢石結(jié)構(gòu)中離子半徑比應(yīng)為0.732，而CeO2中4+鈰與氧的離子半徑比為0.703，小于理想比。因此4+Ce傾向于轉(zhuǎn)變?yōu)?+Ce而獲得更大的尺寸比，進(jìn)而穩(wěn)定八面體結(jié)構(gòu)。而2+Ca的價(jià)態(tài)較低且離子半徑較大，進(jìn)而可以穩(wěn)定八面體結(jié)構(gòu)，減少氧空穴的形成，從而減弱反應(yīng)活性。但是對(duì)于Zn的摻雜，2+Zn的尺寸卻比4+鈰的還小，為何也能降低活性，作者并沒有對(duì)此做詳細(xì)的解釋。

通過對(duì)比UV的透射率可以發(fā)現(xiàn)，Ca摻雜的CeO2表現(xiàn)出較好的UV吸收性能并且對(duì)可見光具有較高的透射率。這些性能可能與顆粒的尺寸以及顆粒的團(tuán)聚情況有關(guān)。Ca摻雜的納米顆粒CeO2能夠更好的形成了密集的膜從而增加對(duì)UV的吸收并且減弱光的散射來增加可見過光的透射率。Zn摻雜的CeO2隨也有較好的UV吸收性但對(duì)可見光的透射率較弱。這可能與ZnO較高的折射率有關(guān)。

綜上所述，Ca，Zn摻雜的CeO2不僅能夠提供較好的UV吸收能力，而且還可以讓皮膚顯得更加的自然。目前在中國(guó)可使用化妝品原料目錄里只有氧化鈰鋅能夠使用，暫未看到氧化鈰鈣且未發(fā)現(xiàn)哪個(gè)產(chǎn)品使用過這個(gè)原料?；蛟S氧化鈰類的防曬劑在安全性，穩(wěn)定性等方面還存在這一定的問題，但有困難的地方也就有機(jī)遇，未來或許能夠打開新的防曬市場(chǎng)。