1 / 16

酶法固定 CO 2 的研究进展

酶法固定 CO 2 的研究进展. 尹静 2011.12.12. 温室效应会导致高纬度地区降雨量增加、高山积雪融化、两极冰山融化、海平面上升 , 已成为影响地球生态环境的重要原因。. 温室效应气体有 CO 2 、氯氟代烷、 CH 4 等 30 多种 , 其中 CO 2 影响最大. 二氧化碳的固定. CO 2 的固定和利用方法主要有 物理法 、 化学法 和 生物法. 物理法和化学法 虽然可以制得新的有用化合物 , 但会产生一些副产物 , 而且 消耗能量 , 对环境造成 二次污染 。

sona
Télécharger la présentation

酶法固定 CO 2 的研究进展

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 酶法固定CO2的研究进展 尹静 2011.12.12

  2. 温室效应会导致高纬度地区降雨量增加、高山积雪融化、两极冰山融化、海平面上升,已成为影响地球生态环境的重要原因。温室效应会导致高纬度地区降雨量增加、高山积雪融化、两极冰山融化、海平面上升,已成为影响地球生态环境的重要原因。 温室效应气体有CO2、氯氟代烷、CH4等30多种,其中CO2影响最大

  3. 二氧化碳的固定 CO2的固定和利用方法主要有物理法、化学法和生物法 物理法和化学法虽然可以制得新的有用化合物,但会产生一些副产物,而且消耗能量,对环境造成二次污染。 生物法固定CO2是通过植物或微生物的循环途径将CO2转化成化学物质或其自身生长的营养物质。

  4. ◆ 酶固定CO2的机理 ◆ 酶固定CO2的类型 ◆ 现状及展望

  5. 酶固定CO2的机理 目前研究较多的是使用多酶体系来模拟生物体的光合 作用而还原CO2。 多酶体系的组成 甲酸脱氢酶(FDH)：甲酸→ CO2 甲醛脱氢酶(FADH)：甲醛→ CO2 甲醇脱氢酶(MDH)：甲醇→ CO2 多酶系统固定CO2是向该系统中供给逆反应进行方向的物质,使得CO2被还原。

  6. 分类： 1、以PQQ为电子中间体 以甲酸脱氢酶和甲醇脱氢酶共同作为催化剂,以PQQ作为电子中间体可将CO2还原成为甲醇。

  7. 2、以NADH为电子中间体 CO2先在甲酸脱氢酶作用下还原为甲酸盐,然后在甲醛脱氢酶作用下还原为甲醛,最后在甲醇脱氢酶作用下还原为甲醇,每一步脱氢酶反应的最终电子供体都为还原性NADH。

  8. 改进的溶胶-凝胶法固定多酶体系 在低温低压条件下将CO2还原成甲醇,通过改变反应物配比、催化剂用量及其它反应条件,摸索出较适宜的凝胶化条件为:37℃、pH=7.0,在此条件下甲醇产率92.4%。 上述反应体系需加入昂贵的NADH电子供体,且不能连续反应。

  9. 包埋后的多酶体系 将三种脱氢酶通过温和的仿生矿化过程包埋于二氧化钛粒子体系中,用于还原CO2成甲醇。 和开放型反应系统相比,包埋后的多酶体系将CO2还原为甲醇的产率有了很大的提高。

  10. 3、以甲基紫精为电子中间体 以甲基紫精为电子中间体,在严格厌氧环境中将甲酸脱氢酶吸附到电极表面用于电化学还原CO2生成甲酸盐。 甲酸脱氢酶电催化在热力学上是可逆的,且只需要很低的过电压。 此反应发生在温和条件下,甲酸盐是唯一产物。

  11. 举例：以甲烷为底物连续反应 含多酶体系的甲烷氧化细菌在温和条件下经过一系列反应能够将CO2还原成甲醇,CO2还原而成的甲醇在细胞外得以积累。过程如下：

  12. 在反应体系中加入甲烷作为底物时,产生的还原能量推动反应连续稳定进行。在反应体系中加入甲烷作为底物时,产生的还原能量推动反应连续稳定进行。

  13. 上述研究都是使用多酶体系来模拟生物体的光合作用而还原CO2,反应无需光照,且不添加光催化剂或光敏剂。上述研究都是使用多酶体系来模拟生物体的光合作用而还原CO2,反应无需光照,且不添加光催化剂或光敏剂。 在酶固定转化CO2的研究中,还有使用光敏剂对CO2进行光催化还原的报道。在上述体系中添加了光敏剂钌,利用酶ICDH和电子传输介质MV2+成功进行了CO2的光化学固定及还原。

  14. 酶法固定CO2的瓶颈 酶法固定CO2存在酶种类少、途径单一、转化效率低等缺点。 酶固定CO2的机理也较复杂,还需要不断的探索。

  15. 研究方向 ★进一步研究微生物和酶固定CO2的机理,为CO2固定研究提供理论支持 ★开发新的高效分离技术以分离还原产物 ★同其它还原CO2的方式(如光催化和电化学还原等)结合,用于合成各种化学品及高分子材料。

  16. THE END 谢谢大家

More Related