Catalytic CO2 Hydration and Sequestration by Carbonic Anhydrase-Mimetic Nanotubes

催化作用 碳酸酐酶 化学 碳纳米管 碳酸酐酶Ⅱ 化学工程 动力学 聚电解质 纳米技术 组合化学 有机化学 材料科学 聚合物 生物化学 物理 工程类 量子力学
作者
Minji Kim,Hyesung Lee,Ye-Won Kim,Min‐Chul Kim,Sang‐Yup Lee
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:12 (36): 13415-13426
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.4c00659
摘要

Promotion of the conversion of CO2 into HCO3– is necessary for the efficient sequestration of CO2 into metal carbonate minerals, a promising CO2 utilization strategy. Carbonic anhydrase (CA), a ubiquitous enzyme, exhibits high activity in CO2 hydration and suffers from inherent instability as a biological disadvantage. Consequently, there is a demand for a CA-mimetic catalyst that is stable at high temperatures and can be easily prepared. In this study, we have developed a new CA-mimetic nanotube (CMNT) catalyst, demonstrating remarkable catalytic activity in CO2 hydration. The CMNT catalyst is easily prepared by the layer-by-layer (LbL) method, which involves the sequential infusion of polyelectrolyte and polypeptide solutions into a track-etched polymeric membrane. Multiple catalytic Zn-histidyl imidazole complexes were built on the inner channel of nanotubes, on which CO2 hydration takes place. CMNT follows Michaelis–Menten kinetics with a catalytic activity (kcat/KM) of 8.2 M–1 s–1 at pH 7.5, comparable to those of other CA-mimetic catalysts. Remarkably, CMNT maintains its catalytic activity at 70 °C, a temperature that destabilizes CA. Sequestration of CO2 into calcites was demonstrated with extensive characterization of CMNT and catalytic activity. Moreover, the CMNT-integrated membranes could be applied to continuous CO2 hydration. This work underlines the straightforward preparation of a CA-mimetic catalyst using an established technique, offering the potential for future modification or incorporation of additional catalytic functions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
朴实水壶发布了新的文献求助10
刚刚
swjfly完成签到,获得积分20
1秒前
JamesPei应助左惋庭采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
大模型应助Yi采纳,获得10
4秒前
4秒前
toolate完成签到,获得积分10
5秒前
克莱完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
彭于晏应助paddi采纳,获得10
8秒前
情怀应助ad采纳,获得10
9秒前
DQY发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
cc完成签到 ,获得积分10
10秒前
香蕉书兰发布了新的文献求助10
11秒前
小橘子完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
天天快乐应助CX330采纳,获得10
11秒前
FG发布了新的文献求助10
11秒前
小幸运发布了新的文献求助10
12秒前
慕长生完成签到,获得积分10
12秒前
bkagyin应助年华采纳,获得10
13秒前
雪笙完成签到 ,获得积分10
14秒前
心事全在脸上完成签到,获得积分10
14秒前
范12发布了新的文献求助10
14秒前
DQY完成签到,获得积分10
15秒前
儒雅翠容发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
liciky完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
XZTX完成签到,获得积分10
16秒前
大个应助小黄人嘎嘎臭采纳,获得30
17秒前
17秒前
小胡好好学习完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
21秒前
点燃星海完成签到,获得积分10
22秒前
康康米其林完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5743755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5415833
关于积分的说明 15348312
捐赠科研通 4884362
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625769
邀请新用户注册赠送积分活动 1574598
关于科研通互助平台的介绍 1531510