室温下，利用均匀成核法室温下首次合成了CeO2单晶，通过电子显微镜和比表面积测定了氧化铈纳米颗粒的大小仅仅为4-5 nm。结合相关公式，计算了所合成的氧化铈纳米单晶表面能在2.8 ~ 3.7 J/m²之间。在高温焙烧中，我们发现了颗粒的粒径大小d_BET=6/(p•SSA)随温度升高而升高，但增长趋势和温度密切相关；当温度小于500℃时，随着温度升高颗粒尺寸缓慢增大，当温度高于600 ℃时，颗粒尺寸迅速增加，从低温区域的的颗粒晶界扩散转变(Ea=0.16 eV)为高温时颗粒发生晶格扩散(Ea=0.50 eV)。这可能与活化能。实际上，干燥后的氧化铈颗粒有很大一部分呈弱结晶相，甚至可能在氧化铈晶体表面上存在无定形结构薄膜，从弱结晶相向结晶状态转变成为了高温下的颗粒表面原子，分子的扩散和随后的颗粒生长提供了很大的驱动力。简单的原子迁移，扩散，重排可以导致颗粒尺寸的缓慢增加。一般而言，颗粒的界扩散的活化能较低，所以这可能是低温下的主要机制。在较高的退火温度下，颗粒的体相扩散控制着颗粒尺寸的演变，因为原子，分子长距离迁移，扩散和重排需要较高的活化能。

合成过程：将高纯度硝酸铈溶液加入到氢氧化铵沉淀剂中。氧气通过气体分布器进入反应器，将Ce3+氧化为Ce4+，在有氧气的情况下，合成的颗粒呈黄色，而在没有氧气的情况下，合成的产物呈紫色，表明可能是Ce3+和Ce4+化合物的混合物。而且，用氧泡法制备的颗粒尺寸更小。同时使用了过量的沉淀剂，反应结束pH值为9。将沉淀物在室温下干燥，产物无需焙烧即为CeO2颗粒。由下图可知：反应过程中体系的pH值始终高于9 ，即([OH-]>10^-5 mol/L)，通过透射电子显微镜(TEM)测定，颗粒粒径为4nm左右，颗粒为球形。