近几年来，人们越来越意识到太阳光的紫外辐射对人类健康、工业材料和生态环境有着不可忽视的危害，各种紫外屏蔽材料也随之进入人们生活的方方面面。在目前广泛使用的光屏材料中，TiO₂和ZnO被公认为具有良好的紫外屏蔽性能，但同时其光催化活性又很高。一般而言，作为紫外屏蔽剂，要求材料的催化性能极低，以避免对环境介质的分解，这使得TiO₂和ZnO在紫外屏蔽方面的应用受到极大地限制。从减轻紫外辐射危害的角度出发，研发催化性能低、光屏蔽（sunscreen）性能好的无机紫外光屏材料是本论文的研究主题。 实验研究了纳米锌铈复合氧化物（ZCO，zinc and cerium oxides）的紫外吸收、光催化和氧化催化性能以及聚合物表面改性。采用粒径约10nm的纳米稀土氧化铈掺杂氧化锌为原料，自行设计并组装了光催化和氧化催化实验装置。测定了纳米ZCO的紫外屏蔽、光催化和氧化催化性能，并与纳米金红石TiO₂和ZnO进行了对比：以晶体缺陷化学理论为依据，初步得出了抑制CeO₂氧化催化性能的可能途径；在不同实验条件下对纳米ZCO进行了聚合物改性，得出了改性的最佳工艺条件。 在190-800nm的范围内对纳米ZCO进行紫外-可见吸收性能测试。测试结果表明，纳米ZCO在紫外区的吸收峰值较宽，对可见光可透过。 在光催化实验中，用三盏30w、λ=253.7nm的紫外灯对添加等量纳米ZCO、ZnO、金红石TiO₂和CeO₂粉体的甲基橙溶液进行照射，每照射一定时间后测量各样品及空白样中甲基橙溶液的浓度。测量结果表明，添加ZCO粉体的甲基橙浓度比TiO₂和ZnO的分别高出3mg／L和7mg／L，这说明ZCO的光催化性能低于ZnO和TiO₂。 在氧化催化实验中，向添加等量ZCO和CeO₂粉体的蓖麻油中鼓入空气，将蓖麻油氧化分解产生的挥发性气体导入去离子水中，测量各样品及蓖麻油空白样对应的去离子水的电导率。测量结果表明，添加ZCO的蓖麻油所对应的去离子水的电导率变化速率比CeO₂低3.39uS／h，这说明通过掺杂ZnO，使CeO₂的氧化催化性能在很大程度上得到了抑制。 应用晶体缺陷化学理论，对掺杂氧化锌抑制CeO₂氧化催化性能的机理进行了分析。作者提出了三种可能抑制CeO₂中氧空位析出的途径：（1）在CeO₂中掺杂0.102nm≤r⁺≤0.117nm的+4价金属离子；（2）在CeO₂中掺杂离子半径0.102nm≤r⁺≤0.117nm的低价态金属离子；（3）在CeO₂中掺杂r⁺≤r_Ce⁴⁺=0.092nm的低价态金属离子。提出了CeO₂析出和吸收氧的方程式及MO进入CeO₂晶格时的缺陷反应方昆明理工大学硕士学位论文摘要程式，纠正了日本学者的书写错误。 进行了纳米ZCO聚合物改性研究。实验考察了不同引发剂、改性时超声波中温度以及改性体系在电烘箱中的聚合温度对ZCO粉体改性效果的影响，确定MMA改性ZCO的最佳工艺参数为:ZCO的质量百分比约占MMA的4.6%;较优的引发剂是双氧水，其用量约为MMA体积的1 .5%;在数控超声波清洗器中的温度为83℃，震荡频率为80Hz，震荡时间3Omin;在电热/鼓风恒温电烘箱中的聚合温度为85℃，时间14h。 从ZCO/聚合物和ZCO完全溶入液体石蜡中的时间差异、ZCO/聚合物与聚酷类有机物具有良好的相溶性以及ZCO/聚合物和ZCO的透射电镜图三方面说明了:（l）ZCO粉体表面包裹了表面活性剂;（2）纳米ZCO粉体的稳定性和分散性得到了改善。推导了MMA在引发剂H202的作用下发生的连锁聚合反应，分析说明了改性前后ZCO发生物性变化的根本原因是由于ZCO/聚合物的表界面性质发生了改变。 以上研究结果表明，通过掺杂ZnO，使CeOZ的氧化催化活性得到了有效抑制;通过对ZCO进行表面改性.，使其与有机介质具有良好的相溶性。这一重要结果为低催化、强紫外屏蔽无机材料的规模应用提供了科学依据，在研发与环境、人类健康相协调的新材料方面具有重要的应用价值。