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内燃机碳中和与排放控制

摘要

以碳酸酐酶(Carbonic anhydrase, CA）为代表的生物法CO₂捕集技术逐渐成为碳捕获与储存（Carbon Capture and Storage，CCS）技术的研究热点，CA通过催化CO2水合反应，将CO2以HCO3-或CO32-的形式保存起来，以实现烟气CO₂的高效捕集。通过构建CA和铁蛋白（Ferritin）标签嵌合体，仅通过低速离心便获得了高纯度、高活性微米级CA聚集体（mCASPs），且产量约为576.6mg/L（蛋白/培养基）；得到的mCASPs在40-60 ℃热稳定性较好，并可在pH=9-10的Tris/HCl缓冲液中稳定存在，故可耐受船舶尾气温度和碱性环境。为提高mCASPs稳定性并实现其重复利用，通过溶胶-凝胶法将mCASPs包埋在SiO2颗粒中，再将其分散在环氧树脂涂料中，得到了具有CA活性的环氧涂层，再将其浸没涂覆在不锈钢波网波纹填 料的表面，即得到固定化涂覆mCASPs。通过对该CA涂层稳定性、重复使用性以及CO2捕获能力进行测试，结果显示孵育10天后，该涂层蛋白泄漏率小于4%；且该涂层在60℃孵育30天后，剩余活性仍高于70%，故该涂层可以在较长的时间内持续、高效地捕获CO2。这种制备方法简单、生产价格便宜、在高温环境下可持续高效吸收CO2的生物材料，适用于多数CO2捕获设备中，在工业碳捕获领域中有着广阔的应用前景。

关键词

碳酸酐酶;碳捕集;固定化;稳定性

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