纳米材料模拟生物酶的能力使其能够高效催化化学反应。与生物酶相比,纳米材料成本更低,且能够在更苛刻的条件下工作。纳米材料模拟酶催化的能力可以应用于酶联免疫吸附测定、分子检测、降解有害物质等。二氧化铈纳米粒子具有模拟超氧化物歧化酶、过氧化氢酶以及过氧化物酶的能力。二氧化铈的催化活性通常被认为与其表面的三价铈离子含量有关。在本论文中,作者利用水热法合成了二氧化铈纳米方块和纳米棒。对材料的表征显示这两种形貌的二氧化铈具有相同的三价铈离子含量,氧空位浓度;以及不同的形貌、比表面积、暴露晶面以及微观应变。作者测试了两种不同形貌的纳米二氧化铈模拟过氧化物酶以及超氧化物歧化酶的能力,发现二氧化铈纳米方块模拟过氧化物酶的能力远远强于二氧化铈纳米棒;而二氧化铈纳米棒模拟超氧化物歧化酶的能力远远强于二氧化铈纳米方块。经过分析讨论以及基于分子力学和密度泛函理论的模拟计算,作者认为比表面积和微观应变并不是造成不同形貌的二氧化铈具有不同的模拟酶催化能力的原因。相对的,二氧化铈暴露的不同晶面对氧气,双氧水以及TMB分子的不同吸附能力决定了其模拟酶催化活性。本文提出了影响二氧化铈模拟酶催化活性的新的因素。