生物酶技术在二氧化碳转化中的应用研究进展

温室气体CO_(2)的大量排放引发了气候变化等诸多环境问题。针对CO_(2)的资源化利用,介绍了生物酶技术转化CO_(2)的研究进展,分析了天然固碳途径和人工固碳途径中关键固碳酶的改造与设计,总结了酶催化CO_(2)技术中典型生物酶(碳酸酐酶、甲酸脱氢酶)的固定化以及多酶体系的联合催化,并指出了当前生物酶技术存在的缺陷和未来研究方向。

美国麻省理工学院在二氧化碳转化技术方面取得革命性突破

美国麻省理工学院(MIT)的阿里尔·弗斯特(Ariel Furst)团队开发了一项突破性技术,通过电化学方法能够高效地将二氧化碳转化为一氧化碳,后者是制备各种化合物的重要前体,研究结果发表在了《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上。这一创新过程通过使用DNA链将催化剂绑定在电极表面,从而显著提高了电化学转化的效率。为降低电化学反应成本,团队采用了电化学催化剂,其中的一类催化剂是叭啉分子类催化剂,这种分子含有铁或钴等金属,其结构类似于血液中携带氧气的血红素分子。

乙苯脱氢与二氧化碳转化氧化铝催化剂吸附量热的研究

研究了负载Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ的γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂在乙苯（ＥＢ）脱氢与二氧化碳转化耦合反应（ＥＢ＋ＣＯ２ＳＴＹ＋ＣＯ＋Ｈ２Ｏ）的催化活性及生成苯乙烯（ＳＴＹ）的选择性，考察了各种反应条件对催化活性的影响，并以ＮＨ３和ＣＯ２为吸附质运用微分吸附量热法表征了催化剂的表面酸碱性质。结果表明，γ－Ａｌ２Ｏ３具有较多的强酸位和较少的碱位，其对ＮＨ３的起始吸附热为１３５ｋＪｍｏｌ，吸附饱和覆盖度为２５μｍｏｌｍ２；对ＣＯ２的吸附热为１２５ｋＪｍｏｌ，吸附饱和覆盖度为０３μｍｏｌｍ２，γ－Ａｌ２Ｏ３对反应的催化活性较低。而Ｋ２Ｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３具有较多的强碱位和较少的酸位，催化活性较好，其对ＮＨ３的起始吸附热为３０ｋＪｍｏｌ，吸附饱和覆盖度为１５０μｍｏｌｍ２；对ＣＯ２的吸附热为１４５ｋＪｍｏｌ，吸附饱和覆盖度为２７μｍｏｌｍ２。因此表明催化剂表面存在的酸、碱中心对反应具有协同作用，强碱中心对ＣＯ２的活化。

甲烷二氧化碳转化钴催化剂及贵金属助剂的研究Ⅰ.Pt-Co/Al_2O_3催化剂的制备与性能

研究了焙烧温度、钴及助剂含量、原料气组成、预处理及反应条件对Co/Al2 O3催化剂上CH4 /CO2 转化制合成气的反应活性、抗积炭性能及稳定性的影响。结果表明 ,在 1 2 0 0℃焙烧的Co的质量分数为 9%的Co/Al2 O3催化剂中添加少量贵金属Pt,催化活性显著增加 ,且有优良的抗积炭性能及稳定性。

太阳能驱动二氧化碳转化

利用太阳能驱动二氧化碳(CO2)转化有利于节能减排、缓解温室效应和解决能源短缺问题,为构建可持续发展的社会提供了光明的前景,但目前仍存在二氧化碳转化率较低、产物选择性较差等问题。文章综述了当前研究较为热门的光催化转化、光热转化、光电协同转化和生物技术转化的反应原理、基本步骤以及催化剂类型,重点介绍了在提高二氧化碳转化效率和反应选择性方面进行的催化剂改良、生物转化途径改进,最后对未来太阳能驱动二氧化碳转化技术进行了展望。

碳酸酐酶的固定化及其在二氧化碳转化中的应用

碳酸酐酶(CA)作为生物系统中典型的含锌金属酶,可高效催化CO_(2)的可逆水合反应.为了提高CA在实际工业应用中的利用率,本文介绍了传统固定化方法和新型固定化方法(交联酶聚集体和纳米花),阐述了CA催化CO_(2)的水合机理,总结了固定化CA矿化CO_(2)生成CaCO_(3);CA促进单一溶剂(纯水、碳酸盐溶剂和醇胺溶剂)和混合溶剂吸收、解吸CO_(2);固定化多酶级联(碳酸酐酶、甲酸脱氢酶、甲醛脱氢酶、乙醇脱氢酶和谷氨酸脱氢酶)催化CO_(2)生产甲酸和甲醇的过程,以及其实际工业应用的最新进展.未来的研究方向应集中于从转基因生物中提取大量CA,进一步研究CAs相关基因的生理作用和代谢途径,制备高性能的载体和研发先进的固定化方法.

Algenol公司使用海藻将二氧化碳转化为乙醇

美国纽约州Algenol公司于2008年5月中旬宣布将采用海藻由二氧化碳转化以生产乙醇。该公司与墨西哥的BioFields公司签署了一项8．5亿美元的合同，以繁殖海藻，以便将水、阳光和温室气体二氧化碳转化为车用燃料。

日本研发将二氧化碳转化成天然气

日本海洋研究开发机构透露，该机构正在开发一项将二氧化碳转化成甲烷的新技术，其关键是将二氧化碳封存到海底煤层中，然后以细菌为媒介将其转化成天然气。这一尝试尚属首次，该机构期望在未来3至5年内能够完成。

利用阳光将二氧化碳转化成甲烷新技术问世

利用太阳光在常温常压下将二氧化碳和水转化成甲烷等资源，这一新技术日前由日本昭和壳牌石油公司宣布研制成功。这一新技术一旦投入工业化生产，将可减少二氧化碳排放，缓和温室效应对大气环境的影响，同时也是新能源合成领域的技术创新地重要进展。

二氧化碳温室气体减排正受到越来越多的关注——全世界科学家正致力于将大量的二氧化碳转化为燃料及高隰加值产品

随着全球气候变暖问题的凸现，温室气体减排受到越来越多的关注。全世界的科学家正致力干将大量的二氧化碳转化为燃料和高附加值的化学产品，以实现其大规模化学利用。藉此，二氧化碳或可望化身天使，成为绿色化学过程的重要参与者。

新型铜基催化剂有助于将二氧化碳转化成乙烯

目前,大气中的CO2浓度已从工业化前的0.002 8%增加到今天的约0.004 5%,这些CO2几乎完全来自化石燃料的燃烧。这一趋势,再加上化石燃料的有限供应,促使CO2转化技术应运而生。但CO2因为具有非常难断裂的双键,性质非常稳定,所以将其转换为其他结构是具有挑战性的一项世界难题。加拿大多伦多大学的研发人员开发出一种可以将CO2有效转化为乙烯的催化剂。这项研究的核心是CO2的还原反应,通过使用电流和化学反应,在催化剂作用下可以将CO2转化为化学物质。

过渡金属催化二氧化碳转化的研究

基于二氧化碳可作为一种廉价、无毒的碳源转化成对人类有用的化合物,已有大量采用过渡金属催化剂对二氧化碳催化转化的研究。对过渡金属催化剂催化二氧化碳的研究进展进行论述,分析不同催化剂催化作用的机理,并展望此类过渡金属催化剂的未来发展,指出对过渡金属配合物的设计与合成是对二氧化碳催化转化研究的关键。

Bayer公司试图在“梦生产”项目中将二氧化碳转化为床垫原料

Bayer材料科技公司日前宣布了建设由二氧化碳气体生产多元醇小型生产线的计划，使其“梦生产”项目进入下一阶段。位于德国Dormagen基地的生产线建设将投资1500万欧元，将利用二氧化碳生产多元醇，它是一种制造聚氨酯泡沫塑料的前体。该生产线将有5kt／a的生产能力，预计在2016年投产。

将废水和二氧化碳转化成化学品

采用Newsky能源公司的电化学和化学沉淀技术能够将来自烟气的含盐废水和CO2转化成有价值的工艺化学品，例如纯碱、碳酸钙、硫酸、漂白剂和其他化学品。

福特公司将把捕获的二氧化碳转化为汽车零部件

美国汽车制造商福特汽车公司表示，它希望使用捕获的CO2为原料为其车辆开发制备泡沫和塑料。该泡沫具有高达50％的CO2基多元醇配方。这种新型多元醇以及聚氨酯将在座垫、座椅靠背、地毯和其他部件（如侧镶板和控制台）中使用。据Novomer公司的首席商务官称，

将二氧化碳转化为生物燃料的藻类工厂

美国陶氏化学（Dow Chemical）公司与Algenol生物燃料公司（Algenol Biofuels）正合作建设一个实验厂，并计划在实验厂内利用水藻将二氧化碳转化成生物燃料乙醇。这个中物炼制实验厂计划建在陶氏化学公司位于德克萨斯州Freeport的工厂内。

太阳能转化技术将商业化应用于使废弃二氧化碳转化成合成燃料

由美国产业、学术界和政府机构组建的一个联盟于2010年6月2日宣布，将使采用集聚的太阳能将废弃二氧化碳转化成合成燃料的技术推向商业化应用。该联盟团队成员包括桑迪亚国家实验室（SandiaNmionalLaboratories），可再生能源国际研究院（Renewable Energy Institute International，REII），太平洋可再生燃料公司（PacificRenewableFuels），普拉特惠特尼洛克达公司（Pratt Whimey Rocketdyne）美国技术分部，

Norner启动二氧化碳转化塑料原材料项目

Nomer Innovation宣布将领导一项为期4年的研究项目，项目预算约为2500万挪威克朗，将进行创新塑料材料的持续发展。该创新材料由二氧化碳作为原材料，项目还将包括相关的加工和生产工艺。诸如Yara和Superfos等大公司都将参与这项工业化科研发展项目。挪威研究理事会（Norwegian Research Council）将作为项目支持。