碳酸酐酶牢靠及在二氧化碳捕集运用钻研妨碍（三）

运用 MEA 溶剂罗致 CO₂是碳酸迄今为止捕集 CO₂最成熟的技术。可是酐酶，MEA 溶剂仍存在再生能量高、牢靠溶剂降解、及氧挥发性大、化碳毒性大等成果。捕集Feron]觉患上可组成碳酸氢盐的运用溶剂（如叔胺以及碱性碳酸盐）是一种颇有前途的替换物。Gladis 钻研等探究了碳酸酐酶对于 MEA、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）、妨碍MDEA以及 K₂CO₃溶剂罗致 CO₂能耐的碳酸影响。钻研表明，酐酶CA 的牢靠退出对于各溶剂液相传质系数的影响挨次为：MDEA 清晰普及，K₂CO₃以及AMP 略有削减，及氧而 MEA根基巩固。化碳诠释 CA 对于可组成碳酸氢盐溶剂的捕集催化成果更好。Mathias 等将包埋在有机硅基聚合物基质中的 CA 退出到 MDEA 水溶液后，与空缺MDEA 溶剂比照，在牢靠化 CA 的存不才，CO₂的总罗致摩尔流量削减了 6 倍。钻研发现，CA 的退出对于普及 MDEA 溶剂 CO₂捕集率有被动的影响，削减酶的削减量可能进一步普及捕集功能。中试罗致试验表明，CA 的退出对于 CO₂传质速率有清晰的增长浸染，30wt% MDEA 溶剂在 10m 柱高时可捕集 18%~23%的 CO₂，在相同的液气比畛域内，退出0.85 g/L CA后的CO₂捕集率在36%~49%。 当 CA浓度削减到 3.5 g/时，捕集功能高达 48~83%。将牢靠在环氧磁性复合微球上的 CA 酶加到 10wt%的 MDEA 溶液中，退出后的 CO₂罗致速率比原 MDEA 溶液普及近 40%，反映失调光阴从150 min 延早退 90 min，经 7 次循环运用后，牢靠化 CA 的活性在 313.15 K 时仍挨近其初始值。刘彬等钻研发现牛碳酸酐酶（BCA）的退出可清晰普及 MDEA 罗致 CO₂的反映速率，且反映速率随BCA 浓度的削减而增大。表 3 总结了 CA 在二氧化碳捕会集的催化功能。

K₂CO₃溶液运历时需要较低的再生能量，更环保，但罗致能源学较慢，因此需要较大且高尚的罗致塔能耐操作。这一工业限度可能经由向 K₂CO₃溶液中削减 CA 等增长剂来克制。用湿壁柱测定了 323K 下，耐热 CA 在 30wt% K₂CO₃ 溶液（pH 为 11~12）中的催化系数为 5.3×108 M-1s-1。耐热 CA 在 pH 为 10.6~10.八、温度为 323K 的 30wt% K₂CO₃溶液中陆续运行 8h 后较晃动，初始催化功能仍连结在70%以上。在罗致塔温度40°C、汽提塔压力 35kPa 的条件下，在 23.5wt% K2CO3 溶剂中退出了 2.5g/L 的 CA，集成小试系统乐成运行了 500 h 后，CO2 平均捕集率为 84%。经由湿壁柱试验表明，当退出 2g/L CA 时，CO₂传质系数可清晰普及 5 倍。

CA 作为化学溶液罗致 CO2 的活化剂，尚有一些成果需要解决。首先，CA 的浸染机理十分重大，需要进一步开辟检测的新技术，深入清晰其浸染机制，从素质上合成催化历程的事实，推导出愈加精确的催化机理。此外，需要对于用于 CO₂捕集历程的酶增长剂妨碍评估：包罗酶的温度晃动性、相别离特色以及寿命，以及区别浓度配比对于 CA 催化罗致速率的影响，以即可能坚贞地妄想搅浑、别离、接管以及其余辅助步骤，以优化罗致系统功能。烟气中存在的 SOX 以及 NOX 能抑制 CA。当 SO₂ 溶于水中，会组成亚硫酸，个别在催化剂如 NO₂的存不才，SO₂可能被进一步氧化天生硫酸，故烟气中的 SOX 以及 NOX 会以 SO_⁴2-、SO_³2–以及 NO₃-等方式存在于罗致液中，对于 CA 产生影响。钻研了 SO_⁴2- 以及NO₃-对于牛 CA 的影响，服从表明，SO⁴₂-浓度为 5 妹妹ol/L 时简直不抑制作用，但浓度达到 50 妹妹ol/L 时有清晰抑制作用NO₃-浓度畛域在 5 妹妹ol/L 到 50 妹妹ol/L 之间会对于 CA 有清晰的抑制作用。李娟等发现罗致液的 pH 随着 SO₂浓度的增大而着落，牢靠化 CA 的活性受到抑制，SO2 的存在无益于 CA 对于 CO2的催化罗致。钻研发现 SO⁴₂-浓度为 1M 时可能激活重组 α-CA，SO³₂-在 1 M 时也不影响重组 α-CA 的活性，SO⁴₂-可能增强重组 α-CA 的活性以及热晃动性。Ramanan 等发现 SO⁴₂-对于来自菌株 Citrobacter freundii 的 CA
也有激活浸染。区别源头的 CA 对于烟道气中存在的SOX以及 NOX 的耐受能耐不相同，因此 CA 对于所解决的烟道气有未必的要求，牛 CA 解决的应是经脱硫脱氮解决的烟道气。故未来需要不断探究区别源头的 CA 受烟道气中组分的影响，以更好地运用于现场碳捕集。

2.2 诱导二氧化碳矿化天生碳酸钙

随着碳稀释机制的发展，一些细菌可能将高含量的 CO₂转化为碳酸钙（CaCO₃）、生物燃料以及生物
外表活性剂等高附加值产物。CA 在将 CO₂经由生物矿化牢靠为 CaCO₃的历程中发挥了紧张的浸染。
运用 CA 诱导矿化是一种功能、晃动、生态友好且可临时贮存 CO₂的方式。钻研表明 CA 可能加速 CaCO₃的积淀速率，CaCO₃的主要晶相为方解石。钻研表明 CA 有利于组成晃动的CaCO₃，并经由组成新的晶面清晰改动其形态。CA诱导 CaCO₃ 积淀的素质是催化水中 Ca2+以及 CO₂的反映。微生物产 CA 诱导 CaCO₃积淀机理如图 3所示，（a）CA 细菌的孳生以及碳酸酐酶的产生；（b）HCO3-向 CO³₂-的组成以及转化；（c）CO³_2-的少许组成以及 CA 细菌对于 Ca^₂+的吸附；（d）矿化产物的聚积。

在 CA 诱导矿化的历程中，CA 的活性受种种因素的影响，如温度、酸碱度以及 Ca₂+浓度。因此，钻研区别因素对于 CA 活性的影响，进一步诠释 CA增长 CaCO₃矿化的机理具备紧张意思。钻研了区别 Ca²+浓度下 CA 催化 CaCO₃积淀的能源学。CaCO3 的积淀速率随 Ca2+浓度的削减而削减，但 Ca2+浓度高于 100 妹妹ol/L 时对于 CA 催化 CaCO₃积淀有未必的负面影响。钻研了 CA 在初始pH 分说为 6.0、6.五、7.0 以及 8.0 时增长 CaCO₃积淀的能源学。服从表明，初始 pH 为 8.0 时，系统中Ca2+离子在48h内残缺积淀，分说比初始pH为6.0、6.5 以及 7.0 时提前 21h、15h 以及 14h，诠释在试验 pH畛域内，较高的 pH 值有利于 CA 催化CaCO₃积淀。 钻研了温度、pH 值以及 Ca²+ 浓度对于细菌愿望、CA 活性的影响。服从表明，25℃时 CA 的活性最高，有利于 CaCO₃的积淀；初始 pH 值为 8.5 时，CaCO₃积淀品质至多；当Ca²+浓度为50 妹妹ol/L 时，细菌的愿望孳生最佳，过低的 Ca²+ 浓度会影响CaCO₃的天生，而过高的 Ca²+浓度则会严正影响细菌的愿望，着落细菌的活性。

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