Кристаллический фосфат церия(III) (CePO4), фосфаты церия(IV) и нанокристаллический диоксид церия рассматриваются как перспективные компоненты солнцезащитной косметики. В данной работе впервые проведен количественный сравнительный анализ свойств защиты от ультрафиолетового (УФ) излучения для CePO4, Ce(PO4)(HPO4)0,5(H2O)0,5 и композитов CePO4/CeO2. Для этих материалов были определены как фактор защиты от солнца (SPF), так и фактор защиты от УФ-излучения диапазона А (UVA). Установлено, что для Ce(PO4)(HPO4)0,5(H2O)0,5 фактор защиты от солнца составляет 2,9; это значение сопоставимо с показателем нанокристаллического диоксида церия и в три раза превышает аналогичный показатель для CePO4. Композиты, содержащие диоксид церия и CePO4, продемонстрировали более высокие факторы защиты от солнца (до 1,8) по сравнению с чистым CePO4. При сравнении с эталонным образцом TiO2 Aeroxide P25 фосфаты церия(III) и церия(IV) показали пренебрежимо малую фотокаталитическую активность. Анализ цитотоксичности, проведенный с использованием двух клеточных линий млекопитающих (hMSc и NCTC L929), показал отсутствие токсичности у CePO4, Ce(PO4)(HPO4)0,5(H2O)0,5 и нанокристаллического диоксида церия. Результаты сравнительного исследования свидетельствуют о том, что фосфат церия(IV) состава Ce(PO4)(HPO4)0,5(H2O)0,5 является более предпочтительным компонентом для солнцезащитных средств по сравнению с фосфатом церия(III) или композитами CePO4/CeO2, благодаря улучшенным защитным свойствам в УФ-диапазоне и низкой фотокаталитической активности.

Разработан новый метод получения K2Ce(PO4)2·xH2O (пространственная группа I41/amd, a = b = 6,8300(2) Å, c = 17,8488(4) Å, V = 832,63(4) ų, Z = 4) в гидротермальных условиях. Установлено, что термолиз этого соединения протекает в три стадии с потерей массы и образованием промежуточных продуктов CePO4 и K4P2O7, которые при дальнейшем нагревании образуют смесь CePO4 и K3Ce(PO4)2. Рассчитанные значения фактора защиты от солнца (SPF) и фактора защиты от УФ-излучения диапазона А (UVA-PF) для K2Ce(PO4)2·xH2O составили 2,1 и 2,0 соответственно. В отношении клеточной линии кератиноцитов человека (HaCaT) был зафиксирован фотозащитный эффект K2Ce(PO4)2·xH2O. Впервые были оценены фотоактивные свойства KCe2(PO4)3 и K2Ce(PO4)2·хH2O в реакции разложения метиленового синего. Было продемонстрировано значительное замедление реакции разложения органического красителя при использовании K2Ce(PO4)2·хH2O.

В гидротермальных условиях получены новые двойные фосфаты церия(IV) и рубидия: RbCe2(PO4)3 и Rb2Ce(PO4)2·хH2O. На основе данных рентгеновской порошковой дифракции и с использованием кристаллографических параметров изоструктурных соединений были рассчитаны параметры элементарных ячеек RbCe2(PO4)3 и Rb2Ce(PO4)2·хH2O. Получены следующие значения: для RbCe2(PO4)3 — a = 17,494(1) Å, b = 6,7759(5) Å, c = 7,9831(5) Å, β = 102,875(4)°, V = 922,51(10) ų, Z = 4 (пространственная группа C2/c); для Rb2Ce(PO4)2·хH2O — a = b = 6,8663(1) Å, c = 17,6562(5) Å, V = 832,42(3) ų, Z = 4 (пространственная группа I41/amd). Проведен анализ термического поведения синтезированных соединений, включая определение фазового состава продуктов термолиза. Результаты показали, что исходные структуры обладают относительной термической устойчивостью: температура начала их разложения составляет примерно 500°C. При более высоких температурах протекающий термолиз приводит к образованию CePO4 и, в зависимости от условий, RbPO3 или Rb4P2O7.

Сочетание ультразвукового воздействия на гели фосфата церия(IV) с последующей гидротермально-микроволновой обработкой привело к образованию наноразмерных фаз NH4Ce2(PO4)3 или KCe2(PO4)3. Значения фактора защиты от солнца (SPF) и фактора защиты от УФ-излучения диапазона А (UVAPF) для двойных фосфатов церия с наименьшим размером кристаллитов превысили 4 и 3,5 соответственно, что значительно выше показателей для образцов, состоящих из более крупных частиц. Полученные результаты превосходят ранее опубликованные данные для аналогичных соединений церия, что открывает перспективы их применения в солнцезащитных средствах.