Polímeros de Lignina Iônica para Captura, Liberação e Conversão Controlada de CO2 em Químicos de Alto Valor

Resumo Neste estudo, um polímero iônico inovador e econômico para captura e utilização de CO2 é relatado pela primeira vez, utilizando lignina de biomassa abundante e não alimentar. O polímero iônico modificado é sintetizado através da reação de cloreto de glicidiltrimetilamonônio com lignina em condições alcalinas para gerar funcionalidade iônica de amônio quaternário. Subsequentemente, o polímero iônico puro à base de hidróxido é empregado para captura de CO2 tanto do ar direto quanto de fontes concentradas de CO2 à temperatura ambiente e pressão atmosférica. A caracterização estrutural dos polímeros é realizada através de RMN de 1H, 13C e coerência quântica única heteronuclear 2D (HSQC), e espectroscopia de FT-IR. O processo de captura de CO2 é estabelecido pela formação de íons bicarbonato juntamente com a presença de CO2. O CO2 capturado é quantificado com precisão usando RMN de 13C desacoplada por próton invertido com um padrão interno (trioxano). Notavelmente, as quantidades de CO2 capturado do polímero de lignina iônica são 1,06 mmol g−1 (47 mg g−1) da fonte de CO2 concentrado e 0,60 mmol g−1 (26 mg g−1) do ar direto. O CO2 capturado no polímero de lignina iônica é liberado de maneira controlada e utilizado na síntese de carbonato cíclico, demonstrando a aplicação produtiva do carbono capturado. Além disso, a recuperação totalmente controlada do polímero de lignina iônica é alcançada através da liberação repetida de CO2 ↔ captura de CO2.