利用叶绿素整合的酶-藻酸盐生物杂化体，在可见光驱动下实现二氧化碳向甲醇的转化

二氧化碳光催化还原制备甲醇的酶耦合藻酸盐系统研究。通过整合可见光响应的叶绿素基光敏剂与固定化脱氢酶，构建生物杂合体系。实验表明，微环境的高亲水性、优化的机械性能及空间限域效应使甲醇产率达5.2±0.27 g/L，较游离酶提升近一倍。该技术为二氧化碳资源化与绿色燃料生产提供新途径。

　　

摘要

工业化和城市化的快速进程虽然对经济增长至关重要，但也导致了大气中二氧化碳（CO₂）的显著增加，从而加剧了全球气候变化。通过高效和可持续的技术来减少CO₂排放至关重要。在这项研究中，我们报告了一种新型的、环保的光催化CO₂还原为甲醇的方法，该方法采用了酶耦合的海藻酸盐珠子系统，并结合了可见光活性的叶绿素基光敏剂。该生物杂化系统在可见光条件下表现出更高的CO₂转化效率。利用游离形式的脱氢酶，甲醇的产率达到2.6 ± 0.17 g/L。当将这些酶固定在海藻酸盐基质和叶绿素中后，产率提高到了5.2 ± 0.27 g/L，这得益于形成了一个具有高亲水性、优异机械性能、高效底物扩散以及限制效应的理想微环境。这项工作突显了光合生物杂化系统作为CO₂增值和绿色燃料生产可持续平台的潜力。

图形摘要

不断上升的CO₂排放量要求采取可持续的缓解策略。我们提出了一种新型的光催化方法，利用酶耦合的海藻酸盐珠子与叶绿素光敏剂结合，将CO₂还原为甲醇。该生物杂化系统通过创造一个理想的微环境，实现了高达5.2 ± 0.27 g/L的产率，超过了单独使用酶的效果。这一可扩展且环保的平台展示了光合生物杂化技术在CO₂增值和可再生燃料生产方面的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。