一、教师简介

(研究方向、科研成效、指导大创项目的经历）

袁玉春，工学博士，河海大学材料科学与工程学院副教授，硕士生导师。主要从事高性能微/纳米材料制备，金属材料组织控制与强韧化，以及耐腐蚀性能方面的研究。研究成果共发表了论文30余篇，其中第一作者发表论文11篇，负责国家自然科学基金青年科学基金1项，江苏省博士后基金项目（A类）1项，中央高校基本科研业务费2项，南通市科技计划项目1项。曾指导1项省级大学生创新训练项目，3项校级大学生创新训练项目。

二、项目简介

（简要介绍该项目的前沿行业技术背景，围绕该研究主题开展大学生创新实践研究的范围和方向，以及能为学生提供的实验条件，如场所、软硬件设备、实验平台等）

介孔二氧化硅纳米颗粒（Mesoporous Silica Nanoparticles, MSNs）是一种具有高度有序孔隙结构和极高比表面积的多孔材料，孔径尺寸为2-50nm，因其独特的物理和化学特性，已在催化、吸附、分离、能量存储等多个领域展现出重要的应用潜力。自从1992年美国科学家Kresge首次合成含有介孔结构的二氧化硅分子筛命名为MCM-n以来，科学家们采用不同合成方法和模板合成了不同结构特征的介孔二氧化硅材料。常见的合成方法包括溶胶-凝胶法、模板法、水热法等。有效地控制介孔二氧化硅纳米粒子 (MSN) 的形态、粒度、均匀性和分散性等特性对其在应用领域有效发挥作用及其重要。

介孔二氧化硅纳米粒子MSN 的合成可以通过调整反应混合物的 pH 值、所用表面活性剂或共聚物的特性，以及二氧化硅的浓度和来源等反应条件来控制。2012年施建林课题组报道了利用十六烷基氯化铵（CTAC）作为结构导向剂, 正硅酸四乙酯（TEOS）作为二氧化硅前驱体，三乙醇胺(TEA)为碱性催化剂化剂合成了均一尺寸MSNs。该方法通过改变TEA的添加量，可以实现MSNs尺寸在25 nm (TEA, 0.08g)，50 nm (TAE, 0.06g)，67 nm (TEA, 0.04g)，105nm (TEA, 0.02 g)的调节。Mann 的研究小组和 Lin的研究小组采用一种快速 pH 变化法，使用预水解正硅酸四乙酯 (TEOS) 来制备 MSN。通过快速将pH值升高到6.0–9.0范围，快速的二氧化硅凝聚和二氧化硅与阳离子表面活性剂之间的强静电相互作用会诱导二氧化硅 -表面活性剂核的快速同时组装生长。通过调整反应物浓度，可以将MSN的粒径控制在几十到几百纳米范围内。表面活性剂-二氧化硅纳米粒子很容易聚集，特别是当表面硅醇是形成纳米粒子间 Si-O-Si 桥键的活性缩合反应物质时。减少聚集对于制备稳定的 MSN 胶体溶液至关重要。高度稀释法可用于制备几十到几百纳米范围内的中孔二氧化硅纳米粒子的稳定胶体溶液。但是，从高度稀释的溶液中收集 MSN 需要大量时间和精力。为了减少合成过程中 MSN 的不可逆聚集，应防止硅醇基团的直接接触。Suzuki等人使用阳离子表面活性剂作为介孔结构导向剂和非离子三嵌段聚合物Pluronic F127作为空间稳定剂（熵效应）的二元表面活性剂混合物来合成MSN。Pluronic F127 可锚定在阳离子表面活性剂硅酸盐纳米颗粒上并抑制颗粒生长，是一种在相对浓缩的溶液中制备直径小于 50 纳米的 MSN 稳定胶体溶液的方法。

本课题采用溶胶-凝胶法来合成介孔二氧化硅（MSN），以四乙氧基硅烷（TEOS）作为硅源，结合表面活性剂形成胶束。通过水解和缩合反应，形成具有介孔结构的二氧化硅。研究硅源浓度、反应PH值、表面活性剂等因素对介孔二氧化硅（MSN）粒径、孔径、比表面积等性能地影响及作用原理，探索大孔径高介孔二氧化硅（MSN）高效合成方法及控制因素，以进一步推动介孔二氧化硅（MSN）材料地发展及应用。

本课题可为学生开展研究提供必要的试验测试装置，包括数显电动搅拌器、箱式恒温干燥箱、涂料粘度测试仪器、KW-6型单列六孔电热恒温水浴锅、中性盐雾腐蚀腐蚀试验箱、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、差热分析仪等。另外，校外合作单位可提供场发射扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线电子能谱等设备相关测试。这些为本课题的开展提供了充足的物质条件保障，充分满足本课题的研究所需。

三、招募学生要求

（学生参与项目研究所需的知识背景、技术能力等要求）

 本课题招募学生为2023级材料科学与工程专业本科生，具备较扎实的材料科学基础专业知识，动手能力强，对科研有较大兴趣，具有主动思考解决问题的能力。