新一代CO2捕集技术：沸石封装碳酸酐酶高效催化CaCO3形成研究

　　本文系统阐述了沸石封装碳酸酐酶（BCA@zeolite）在CO2捕集与转化中的应用，通过"瓶中船"策略将BCA固定于ZSM-5、MOR、FER三种沸石基质，经XRD、FT-IR、SEM等验证其结构完整性，并展示出优异的催化效率（通过p-NPA水解模型验证）和稳定性，为可持续碳捕集技术提供了创新性解决方案。

　　

Materials（材料）

牛源碳酸酐酶（BCA，CAS编号9001-03-0）购自美国Sigma-Aldrich公司，其比活性≥3500 W-A单位/毫克蛋白（CO₂水合测定法）。实验采用三种铵型沸石：Ferrierite（FER，SiO₂:Al₂O₃=20）、Mordenite（MOR，SiO₂:Al₂O₃=20）及ZSM-5（SiO₂:Al₂O₃=23）。

Characterization of the Biocatalyst（生物催化剂表征）

通过多种分析手段对BCA-沸石复合物及其CO₂反应产物进行系统表征。X射线衍射（XRD）图谱（图3）显示：纯沸石（ZSM-5、MOR、FER）及其复合物（BCA@ZSM-5、BCA@MOR、BCA@FER）均保持明确晶体结构，衍射峰尖锐且典型，证实沸石骨架在酶固定化后未发生结构坍塌。

Conclusions（结论）

人为排放导致大气CO₂浓度持续升高，对气候稳定构成严峻挑战。开发可规模化、高效且环境可持续的碳捕集技术至关重要。其中，酶催化CO₂转化——尤其是通过碳酸酐酶（CA）实现CO₂向稳定矿物形式的快速定向转化——为温和条件下的碳固定提供了仿生路径。本研究通过"瓶中船"策略成功将牛源碳酸酐酶（BCA）封装于ZSM-5、MOR和FER三种沸石基质中，构建出具有明确空间结构与高催化活性的BCA@zeolite复合催化剂。XRD、FT-IR、SEM等物化表征证实酶固定化未破坏沸石晶体结构，且酶活性得以保留。通过对硝基苯乙酸酯（p-NPA）水解模型评估，复合催化剂展现出优异的水解活性与操作稳定性。该研究为开发高效、可重复使用的酶基碳捕集系统提供了坚实理论基础与技术方案，对推进可持续CO₂资源化利用具有重要意义。