【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于森林草原火灾防控阻燃领域，特别涉及一种生物基植酸盐高效成炭剂的制备方法及其应用。
技术介绍
1、由于气候变化加剧引起的森林草原火灾频发对人类的生命和财产安全造成了不可估量的损失。建设防火阻隔带是控制突发性森林草原火灾发展的重要措施，然而机耕、火烧和生物防火林等传统阻隔带的建设工程量大、成本高、应急性差，难以快速、高效的抑制火灾的蔓延。因此，构建高效应急防火阻隔带是我国森林草原火灾精准防控的重要发展需求。
2、当前国内外森林草原火灾常采用燃烧区和下风区投放水溶性灭火剂和泡沫灭火剂等应急处置方法，用于快速扑灭火焰的同时堆积在植被表面形成防火阻隔带。目前使用的水溶性防火剂以磷酸氢二铵、硫酸铵、低聚磷酸铵为主，依靠自身裂解产生一定阻火作用，效率低下；而泡沫灭火剂虽然能够有效附着在植被表面，隔绝空气，但大量有害成分堆积不利于生态平衡。因此，发展基于生物基的催化炭化防火剂，通过催化植被的纤维素、半纤维素等脱水炭化，形成致密炭化层隔绝空气并抑制内层热分解，加强防火剂与植被高效成炭相互作用，有望提升防火体系的防火效率、时效性以及环保性。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种生物基植酸盐高效成炭剂的制备方法及其应用。本专利技术通过磷酸酯化反应在木质素基底上接枝多配位位点的植酸，提供金属的锚定位点以及调控配位微环境，提高成炭剂的催化炭化效果。此外，n、p多元素以及丰富的lewis酸活性位点提供了不同的成炭协效机理，进一步增强成炭作用。本专利技术利
2、本专利技术生物基植酸盐高效成炭剂的制备方法，包括如下步骤：
3、步骤1：将木质素分散在溶剂中，搅拌30分钟后加入植酸，随后加入尿素作为反应催化剂，加热至回流进行酯化反应；反应结束后产物离心洗涤，除去未反应物，干燥后得到植酸修饰的磷脂化木质素。
4、步骤2：将步骤1获得的植酸修饰的磷脂化木质素分散在溶剂中，加热下滴加铜盐水溶液，磁力搅拌，离心洗涤后得到生物基植酸盐高效成炭剂。
5、步骤1中，木质素和植酸的质量比为2：3~4，尿素占木质素的10~25wt%。
6、所述植酸以植酸水溶液的形式添加，植酸水溶液浓度为50%。木质素和植酸的质量比是以植酸溶液的质量计。
7、所述木质素为脱碱木质素。
8、步骤1中，加热反应温度为70℃，反应时间8h。
9、步骤1中，所述溶剂为四氢呋喃。
10、步骤2中，所述铜盐为醋酸铜。
11、步骤2中，植酸修饰的磷脂化木质素和铜盐的质量比为1：0.025~0.25，优选为1:0.05。若铜盐比例过高，过量cu催化降解速度较快，基质破损严重，不易形成稳定炭层。
12、步骤2中，加热温度为50℃，反应时间2h。
13、步骤2中，所述溶剂为去离子水。
14、本专利技术生物基植酸盐高效成炭剂在构建防火阻隔带中的应用。
15、具体是以所述生物基植酸盐高效成炭剂添加到植被防火带中，和聚磷酸铵（酸源、气源）复配使用，促进植被自身成炭，提高阻燃性能和火焰抑制效果。
16、所述植被防火带包括针叶类植被马尾松、华山松、侧柏、水杉以及阔叶类植被蒙古栎、白桦、银杏以及乔木等。
17、所述成炭剂和聚磷酸铵的质量比为1:1-7。
18、喷洒量要求至少达到100g/m2。
19、本专利技术将植酸通过酯化反应接枝在木质素表面，在通过配位负载铜离子，将p、n多元素协效以及lewis酸催化成炭效应结合，起到了显著的防火成炭效果。金属离子和植酸配位的同时也会和木质素上的羟基配位，在这种多配位环境下，cu的氧化态偏移更加明显，有利于提高催化炭化效果。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
21、1、本专利技术相对于传统的森林草原火灾用防火剂和app复配后具有很好的火焰抑制能力，具备高成炭效果。
22、2、本专利技术成炭剂制备方法简单，易操作。
23、3、本专利技术的金属修饰的植酸基成炭剂，耦合了多元素协效、多活性位点等方式，有利于促进植被自身成炭。
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1.一种生物基植酸盐高效成炭剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
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6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
7.一种生物基植酸盐高效成炭剂，根据权利要求1-6中任一项制备方法制备获得。
8.权利要求7所述生物基植酸盐高效成炭剂在构建防火阻隔带中的应用，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种生物基植酸盐高效成炭剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟兆，叶文彬，胡源，宋磊，侯雁北，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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