碳酸酐酶附着膜在微藻直接空气碳捕集中的应用与固碳性能的强化

摘要

为了解决低浓度直接空气碳捕集条件下微藻光生物反应器内CO₂传质效率差、溶解度低的问题，采用实验的方法制备了碳酸酐酶（CA）附着的尼龙纤维膜，利用CA催化转化CO₂为碳酸氢根的性质，提出了一种可以改善微藻溶液中CO₂溶解度及转化率的新型光生物反应器，测试了该反应器放置CA附着尼龙纤维漂浮膜前后的微藻培养和固碳性能，并进一步探究了膜的开孔率及CA附着量对微藻固碳率的影响。实验结果表明：所制备的CA附着的尼龙纤维膜对CO₂转化速率提升了62.7%,通过耐久性测试，CA的活性在5个培养周期后仍保持良好，性能衰减仅为11.3%;与传统气石鼓气方式相比，提出的新型光生物反应器的微藻质量浓度提高了29.7%,固碳率提升了65%;随着膜开孔率的增加和透光率的增加，单位CA负载质量的固碳率提高，开孔面积占比24.75%的对照组的单位CA固碳率相比不开孔提高了13%。该研究为进一步提高微藻直接空气捕集的固碳率提供了一种新的方法。

关键词

微藻光生物反应器 / 直接空气碳捕集 / 碳酸酐酶 / 尼龙纤维膜

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52293413,52076161)