不可再生资源如煤、原油和燃气的应用向空气中排出了大批量的二氧化碳是造成温度升高、水平面转变和恶劣天气等情况产生的首要缘故。但受电力能源的供给与要求危害，人们目前的关键电力能源依然是不可再生能源。因而，降低因应用不可再生资源造成的二氧化碳排出是非常重要的。二氧化碳收集、运用及保存(CCUS)技术性在治理空气污染的与此同时，还能够将 CO₂ 转换为有使用价值的商品，在操纵全世界气候问题、保持经济发展可持续发展趋势领域起到了关键功效。

现阶段的 CO₂ 收集技术性关键有物理学/有机化学吸附法、吸咐法、膜消化吸收法和微生物固定不动法等。在其中，运用偏碱液态吸附剂将 CO₂ 立即从废气中分离出来的有机化学吸附法，具备分离出来高效率、低成本的优势，是现在最完善的加工工艺。但其存有解析全过程中耗费动能较多、有机溶剂的长久应用会造成溶解并导致机器设备腐蚀等难题。碳酸酐酶（Carbonic anhydrase，CA）是一种高效率的 CO₂ 水合金属催化剂。将 CA 运用在 CCUS 技术性中，能够提升 CO₂的消化吸收高效率和有效的处理传统手工艺中的热量损害，慢慢变成二氧化碳收集与保存科学研究中的网络热点。CA 收集 CO₂ 技术性具备绿色环保、耗能低、能再生、无二次污染的优势。

CA 是一种以 Zn2 为活性中心的金属酶，具备很大的微生物催化反应发展潜力。现阶段，运用碳酸酐酶法收集 CO₂的具体原理是运用碳酸酐酶催化反应 CO₂水合转化成碳酸根后，在 Ca₂ 、Mg₂ 等金属离子的参加下将 CO₂ 以硫化物的方式确定出来。殊不知，CA 成本费较高、分散的 CA 在高溫和有机废气成分大等极端情况下可靠性差、可器重能力差，限定了其工业生产运用。固定化技术性当做处理以上情况的有效的办法之一，是运用物理学或有机化学方式．将分散酶封禁在媒介原材料内或限定在一定地区内开展催化反应的一种技术性。CA 的固定化酶维持了分散 CA 反映标准柔和、高效率专一的特点，与此同时又填补了分散CA 的不够，具有存储可靠性高、便于分离出来回收利用、可多次重复使用、持续实际操作可控性、工艺技术简单等一系列优势，固定化酶技术性扩张了酶在现实制造中的
运用范畴。常见的媒介原材料可分成纤维材料、无机材料、高聚物-无机物复合材质等。依据应用场所和需要来挑选适宜的媒介原材料和固定化酶方式针对获得理想特性的固定化酶 CA 尤为重要。文中详细介绍了碳酸酐酶的确定办法和媒介原材料、及其碳酸酐酶在二氧化碳捕集中化的作用机理及汇总了碳酸酐酶在推动有机化学有机溶剂消化吸收二氧化碳和诱发二氧化碳酸化转化成碳酸氢钙的近期研究成果。

1 碳酸酐酶的固定化酶

CA 是给定的催化反应 CO₂ 水合速度较快的酶，其催化反应消化吸收速度可以达到 106 s-1。在有机化学胺水溶液中添加CA 能够明显减少分析时必须的溫度，能够大大减少再造需要的耗能。但因为 CA 本身的耐热性不高和反复使用率较低，限定了其规模性运用，因而，一些对策，如分子结构装饰、定向进化和酶固定化酶被用于提升其可靠性和活力。化学修饰分成残基非特异装饰和官能团非特异装饰。徐霞等将Bacillus Clausii 中的 CA 上的 29 位天冬氨酸、233位甘氨酸或 83 位天冬氨酸开展基因突变，搭建带有目的基因的媒介，合理增强了 CA 在高溫情况下 CO₂收集转换高效率。Oscar 等[12]运用定向进化技术性，挑选出高宽比平稳的 CA 变异体，在 pH>10.0 的 4.2M偏碱胺有机溶剂存有下，该基因变异身体素质承受达到 107°C的溫度，极大地提高了一般烟气脱硫弧菌 β 类 CA 的特性。尽管前两类办法能够提升 CA 对高溫、极端化 pH 值等极端化实际操作标准的抵抗能力，但必须根据固定化酶来提升 CA 的可提拔性，且酶固定化酶因具备便捷且立即的优势，常被做为提升 CA 可靠性和活力的方式方法之一。下边将讲解常见的固定不动CA 的办法和原材料。

1.1 碳酸酐酶的确定方式

因为酶多变性和降解，有效的固定化酶能够提升酶的刚度和可靠性，以摆脱其在具体运用中的局限。一般所指的酶的固定化酶方式涉及物理化学法和化学方法两类。物理学法分成吸咐法和包埋法，化学方法分成共价键结合法和化学交联法。四种酶固定不动方式如图所示 1 所显示。吸咐法是最容易的酶固定不动方式，包含物理学吸咐和离子交换法吸咐。吸咐法运用媒介和酶中间的物理学作用力（如范德华力、离子键合、共价键、辐射跃迁、亲疏有别水溶性等）将酶固定不动在媒介表层。包埋法又可以分成疑胶包埋法和微囊化包埋法。疑胶包埋将酶限定在聚合物网格图中，
而微囊化包埋则将酶放置不一样构形的膜机壳内。共价键结合法就是指酶蛋白分子结构的作用官能团与媒介表层官能团中间以化学键相结合的一种固定化酶方式。因而，以共价键结合法制取微生物复合酶时，经常须要对媒介开展改性材料使其表层粘附羟基、羧基、甲基、醛基等多功能性官能团。化学交联法将酶分子结构和双作用或多用途实验试剂分子结构中间化学键融合，随后再于媒介原材料进一步融合。表 1 详尽汇总了四种固定化酶方式的优点和缺点。在固定化的环节中，固定化酶方式要依据酶所运用的方面来挑选。