多酶级联CO₂制乙二醇反应器

一锅法连续制EG

整合辅酶电再生与四酶催化于氢键有机框架纳米反应器，在常温常压下将CO₂直接转化为乙二醇，路径短、负载高。

Luan, Likun · Ji, Xiuling · Boxia, Guo · Song, Shaoyu · Huang, Yuhong · 张锁江

Advanced Science 2024

参数信息

法拉第效率

82.9 %

NADH产率

0.737 mM h^-1

酶负载量

990 mg enzyme g^-1 material

乙二醇产量

0.15 mM

平均转化速率

7.15 × 10-7 mmol CO2 min^-1 mg^-1 enzymes

技术优势

一锅完成四步级联

HOF纳米反应器将四种酶共同固定化，缩短反应路径，避免中间产物分离，直接由CO₂生成乙二醇。

酶负载量极高

每克HOF材料负载990 mg酶，远超常规固定化载体，提高单位体积催化效率。

无需化学还原剂

铑基电极持续电化学再生NADH，为级联反应提供电子和质子，避免添加化学还原剂。

应用场景

• 人工光合固碳：用电驱动酶催化固定CO₂制EG，模拟光合固碳但无需光系统。
• CO₂电化学还原：该电极体系高效再生NADH，可替代传统CO₂电还原的金属催化剂。
• 可再生化学品合成：用CO₂为原料生产EG，替代化石基乙二醇路线。
• 酶固定化载体：HOF纳米反应器实现高负载共固定化，可推广到其他多酶体系。