不可再生資源如煤、原油和燃氣的應用向空氣中排出了大批量的二氧化碳是造成 溫度升高、水平面轉變和惡劣天氣等情況產(chǎn)生的首要緣故。但受電力能源的供給與要求危害，人們目前的關鍵電力能源依然是不可再生能源。因而，降低因應用不可再生資源造成的二氧化碳排出是非常重要的。二氧化碳收集、運用及保存(CCUS)技術性在治理空氣污染的與此同時，還能夠將 CO₂ 轉換為有使用價值的商品，在操縱全世界氣候問題、保持經(jīng)濟發(fā)展可持續(xù)發(fā)展趨勢領域起到了關鍵功效。

現(xiàn)階段的 CO₂ 收集技術性關鍵有物理學/有機化學吸附法、吸咐法、膜消化吸收法和微生物固定不動法等。在其中，運用偏堿液態(tài)吸附劑將 CO₂ 立即從廢氣中分離出來的有機化學吸附法，具備分離出來高效率、低成本的優(yōu)勢，是現(xiàn)在最完善的加工工藝。但其存有解析全過程中耗費動能較多、有機溶劑的長久應用會造成溶解并導致機器設備腐蝕等難題。碳酸酐酶（Carbonic anhydrase，CA）是一種高效率的 CO₂ 水合金屬催化劑。將 CA 運用在 CCUS 技術性中，能夠提升 CO₂的消化吸收高效率和有效的處理傳統(tǒng)手工藝中的熱量損害，慢慢變成二氧化碳收集與保存科學研究中的網(wǎng)絡熱點。CA 收集 CO₂ 技術性具備綠色環(huán)保、耗能低、能再生、無二次污染的優(yōu)勢。

CA 是一種以 Zn2 為活性中心的金屬酶，具備很大的微生物催化反應發(fā)展?jié)摿Α，F(xiàn)階段，運用碳酸酐酶法收集 CO₂的具體原理是運用碳酸酐酶催化反應 CO₂水合轉化成碳酸根后，在 Ca₂ 、Mg₂ 等金屬離子的參加下將 CO₂ 以硫化物的方式確定出來。殊不知，CA 成本費較高、分散的 CA 在高溫和有機廢氣成分大等極端情況下可靠性差、可器重能力差，限定了其工業(yè)生產(chǎn)運用。固定化技術性當做處理以上情況的有效的方式之一，是運用物理學或有機化學方式．將分散酶封禁在媒介原材料內(nèi)或限定在一定地區(qū)內(nèi)開展催化反應的一種技術性。CA 的固定化酶維持了分散 CA 反映標準柔和、高效率專一的特點，與此同時又填補了分散CA 的不夠，具有存儲可靠性高、便于分離出來回收利用、可多次重復使用、持續(xù)實際操作可控性、工藝技術簡單等一系列優(yōu)勢，固定化酶技術性擴張了酶在現(xiàn)實制造中的
運用范疇。常見的媒介原材料可分成纖維材料、無機材料、高聚物-無機物復合材質(zhì)等。依據(jù)應用場所和需要來挑選適宜的媒介原材料和固定化酶方式針對獲得理想特性的固定化酶 CA 尤為重要。文中詳細介紹了碳酸酐酶的確定辦法和媒介原材料、及其碳酸酐酶在二氧化碳捕集中化的作用機理及匯總了碳酸酐酶在推動有機化學有機溶劑消化吸收二氧化碳和誘發(fā)二氧化碳酸化轉化成碳酸氫鈣的近期研究成果。

1 碳酸酐酶的固定化酶

CA 是給定的催化反應 CO₂ 水合速度較快的酶，其催化反應消化吸收速度可以達到 106 s-1。在有機化學胺水溶液中添加CA 能夠明顯減少分析時必須 的溫度，能夠大大減少再造需要的耗能。但因為 CA 本身的耐熱性不高和反復使用率較低，限定了其規(guī)模性運用，因而，一些對策，如分子結構裝飾、定向進化和酶固定化酶被用于提升其可靠性和活力?；瘜W修飾分成殘基非特異裝飾和官能團非特異裝飾。徐霞等將Bacillus Clausii 中的 CA 上的 29 位天冬氨酸、233位甘氨酸或 83 位天冬氨酸開展基因突變，搭建帶有目的基因的媒介，合理增強了 CA 在高溫情況下 CO₂收集轉換高效率。Oscar 等[12]運用定向進化技術性，挑選出高寬比平穩(wěn)的 CA 變異體，在 pH>10.0 的 4.2M偏堿胺有機溶劑存有下，該基因變異身體素質(zhì)承受達到 107°C的溫度，極大地提高了一般煙氣脫硫弧菌 β 類 CA 的特性。盡管前兩類辦法能夠提升 CA 對高溫、極端化 pH 值等極端化實際操作標準的抵抗能力，但必須根據(jù)固定化酶來提升 CA 的可提拔性，且酶固定化酶因具備便捷且立即的優(yōu)勢，常被做為提升 CA 可靠性和活力的方式方法之一。下邊將講解常見的固定不動CA 的辦法和原材料。

1.1 碳酸酐酶的確定方式

因為酶多變性和降解，有效的固定化酶能夠提升酶的剛度和可靠性，以擺脫其在具體運用中的局限。一般所指的酶的固定化酶方式涉及物理化學法和化學方法兩類。物理學法分成吸咐法和包埋法，化學方法分成共價鍵結合法和化學交聯(lián)法。四種酶固定不動方式如圖所示 1 所顯示。吸咐法是最容易的酶固定不動方式，包含物理學吸咐和離子交換法吸咐。吸咐法運用媒介和酶中間的物理學作用力（如范德華力、離子鍵合、共價鍵、輻射躍遷、親疏有別水溶性等）將酶固定不動在媒介表層。包埋法又可以分成疑膠包埋法和微囊化包埋法。疑膠包埋將酶限定在聚合物網(wǎng)格圖中，
而微囊化包埋則將酶放置不一樣構形的膜機殼內(nèi)。共價鍵結合法就是指酶蛋白分子結構的作用官能團與媒介表層官能團中間以化學鍵相結合的一種固定化酶方式。因而，以共價鍵結合法制取微生物復合酶時，經(jīng)常須要對媒介開展改性材料使其表層粘附羥基、羧基、甲基、醛基等多功能性官能團?；瘜W交聯(lián)法將酶分子結構和雙作用或多用途實驗試劑分子結構中間化學鍵融合，隨后再于媒介原材料進一步融合。表 1 詳盡匯總了四種固定化酶方式的優(yōu)點和缺點。在固定化的環(huán)節(jié)中，固定化酶方式要依據(jù)酶所運用的方面來挑選。