纳米氧化铈因其强氧交换能力和氧存储能力，在石油化工、汽车尾气净化、机械抛光等多个领域发挥着重要作用。近年来，研究人员发现氧化铈的不同晶面因其氧空位浓度和电荷分布的差异，表现出显著的CO氧化和水煤气转化反应活性差异。为了合成具有特定晶面的氧化铈，研究者通过添加表面活性剂、阴离子调节剂等手段，成功制备了球形、棒状、花束状、纤维状、立方体和片状等不同形貌的氧化铈纳米材料。其中，二维片状氧化铈因其高比表面积、丰富的氧缺陷和活性位点，表现出优异的催化活性，成为研究热点。
然而，现有合成方法如沉淀法和模板法存在能耗高、工艺复杂、易产生二次污染等问题。为了提高合成效率和绿色化程度，研究人员提出了基于纳米铜基的二维片状氧化铈合成方法，通过双氧水氧化和氨水刻蚀技术，实现高效、低成本的绿色合成。
该合成方法的核心在于利用铜纳米颗粒作为基底，通过双氧水氧化和氨水刻蚀技术，在其表面生成二维片状氧化铈。具体步骤如下：
步骤一：铜纳米颗粒表面氧化
将70nm～80nm的铜纳米颗粒分散于10%～20%的双氧水溶液中，在20℃～25℃下搅拌10～30分钟。此步骤中，双氧水将铜纳米颗粒表面氧化，形成氧化层，为后续的刻蚀和氧化铈生长提供基础。
步骤二：氨水刻蚀处理
向上述溶液中加入9%～10%的氨水，搅拌0.5～4小时。氨水通过刻蚀作用去除铜纳米颗粒表面的氧化层，并在其表面形成氨水浓度梯度，为后续的氧化铈沉淀提供引导。
步骤三：氧化铈的生成与包裹
将硝酸铈溶液加入蓝色混合液中，调节pH至9～11，搅拌10～30分钟。在氨水浓度梯度的引导下，硝酸铈在铜纳米颗粒表面沉淀并老化，形成二维片状氧化铈。随后通过离心洗涤和烘干处理，最终得到纳米铜基二维片状氧化铈纳米材料。
该方法无需表面活性剂或有机溶剂，工艺简单、绿色环保，且合成的材料具备优异的水煤气转化和二氧化碳还原催化性能。
在合成过程中，各步骤的参数优化对最终材料的性能至关重要。双氧水的浓度（10%～20%）和铜纳米颗粒的加入量（0.1g～0.5g）直接影响氧化层的形成，进而影响氧化铈的生长质量。氨水的浓度（9%～10%）和刻蚀时间（0.5～4小时）则决定了氧化铈的形貌，过短或过长时间的刻蚀可能导致氧化铈无法形成理想的二维片状结构。
此外，硝酸铈溶液的浓度（30%～40%）和搅拌速度（400～600rpm）也对材料的成型效果有显著影响。通过这些参数的精确控制，可以有效提升材料的催化性能和稳定性。
与现有方法相比，该合成工艺具有以下优势：
纳米铜基二维片状氧化铈纳米材料因其独特的结构和性能，在多种催化领域展现出巨大潜力。例如，在水煤气转化反应中，其高比表面积和丰富的氧缺陷显著提升了反应活性；在VOC废气处理中，其优异的氧化性能可高效降解有机污染物；在固体氧化物燃料电池中，其稳定的结构和高催化活性有助于提升电池性能；在工业二氧化碳催化还原中，其独特的二维片状结构为反应提供了丰富的活性位点，显著提升了还原效率。
此外，该方法合成的纳米材料还可用于烷烃脱氢、甲烷耦联和甲烷重整等反应，展现出广泛的应用前景。
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