北京化工大学&西安交通大学Angew：光催化-生物合成串联CO2升级

纳米技术

2025-02-27

将CO₂转化为长链化合物受到广泛关注，这能够解决环境问题并且得到高附加值的产品，但是仍然存在巨大挑战。有鉴于此，北京化工大学卫敏教授、豆义波副教授、谭天伟院士、西安交通大学费强教授等报道光催化-生物合成的串联催化策略，高效的将CO₂还原为富含能源的蔗糖（sucrose）或金合欢烯(α-farnesene)。

本文要点：

（1）

首先，在过渡金属掺杂ZnO催化剂进行光催化还原CO₂合成CH₄，发现Ni-ZnO能够选择性的将CO₂还原为CH₄，产率达到1539.1 μmol g^-1 h^-1，选择性达到90 %，这是因为独特的界面结构实现（Zn^δ+-O-Ni^δ+）。随后，使用工程化的甲烷氧化菌（Methylomicrobium buryatense 5GB1C），以光催化转化CO₂生成的CH₄作为唯一碳原料，制备蔗糖或金合欢烯，产量分别达到96.3 mg L^-1或43.9 mg L^-1。

（2）

这项研究展示了CO₂作为碳原料合成长链化合物的绿色节能路线，有助于解决长期的能源需求以及可持续的方式进行CO₂增值。

参考文献

Mengjie Yu, Maolong Li, Xinzhe Zhang, Zhen Ge, Enze Xu, Lei Wang, Boyu Yin, Yibo Dou, Yusen Yang, Xin Zhang, Qiang Fei, Min Wei, Tianwei Tan, Coupling Photocatalytic Reduction and Biosynthesis towards Sustainable CO₂ Upcycling, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202423995

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202423995