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基于酶促反应的二氧化碳捕集技术研究进展

收稿日期：2023-01-20 修回日期：2023-01-31 接受日期：2023-04-24

DOI:10.20078/j.eep.20230213

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    摘要：燃煤电厂是当前我国二氧化碳(CO_2)的主要排放源，针对燃煤电厂研发并改造CO_2捕集工艺是亟待解决的问题。基于酶促反应的 CO_2捕集技术可利用碳酸酐酶(CA)强化CO_2捕集过程,实现 CO_2吸收效率的提升并能有效解决传统碳捕集工艺中... 展开+
    摘要：

    燃煤电厂是当前我国二氧化碳(CO_2)的主要排放源，针对燃煤电厂研发并改造CO_2捕集工艺是亟待解决的问题。基于酶促反应的 CO_2捕集技术可利用碳酸酐酶(CA)强化CO_2捕集过程,实现 CO_2吸收效率的提升并能有效解决传统碳捕集工艺中的能源损耗，在碳捕集研究中吸引了越来越多的关注。尽管CA酶具有高催化效率和对环境友好等优点，但游离酶的稳定性和重复利用性较差，无法大量应用于实际工业碳捕集工艺中，需要选择合适的载体与固定方法制备稳定的固定化CA酶。针对这一关键问题，本文在介绍CA酶作为生物催化剂强化CO_2吸收作用机理和酶促强化捕集技术的基础上，重点论述了CA酶的固定方法(吸附法、共价键合法、交联法和封装法)及其应用于CO_2捕集方面的最新研究进展。 此外，对基于酶促反应的CO_2捕集技术的未来发展方向进行了展望，提出该技术应进一步研发高活性和稳定性的工程性CA酶，构筑高性能且廉价的仿酶催化剂，开发更加经济高效的酶固定化载体材料和工艺，以及加强评估固定化CA酶在实际碳捕集工艺中的应用情况及成本效益。

    收起-

    作者：

    • 张士汉1,*
    • 邵培静2
    • 叶杰旭1
    • 沈遥1

    作者简介

    作者简介：张士汉（1983—），男，浙江舟山人，教授，研究方向为燃煤烟气污染控制。E-mail:shihanzhang@zjut.edu.cn

    单位

    • 1. 浙江工业大学 环境学院
    • 2. 台州科技职业学院 农业与生物工程学院

    关键字

    • 二氧化碳
    • 碳捕集
    • 碳酸酐酶
    • 固定化

    基金项目

    浙江省软科学研究计划项目(2022C15006);浙江省“ 尖兵” “ 领雁” 研发攻关计划项目(2022C03146);国家自然科学基金项目(22022610)

    引用格式

    张士汉, 邵培静, 叶杰旭, 等. 基于酶促反应的二氧化碳捕集技术研究进展[J]. 能源环境保护, 2023, 37(2): 205-214.

    ZHANG Shihan, SHAO Peijing, YE Jiexu, et al. Research progress of carbon dioxide capture technology based on enzymatic reaction[J]. Energy Environmental Protection, 2023, 37(2): 205-214.

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