二氧化碳处理和固定技术应用背景温室效应与地球变暖是全人类面临的一个严重的环境问题。目前，人类在能源系统中产生大量二氧化碳并直接排放是导致该现象的主要原因。同其他环境问题相比，二氧化碳的排放影响空间大且作用时间长，解决起来非常困难。如何降低二氧化碳排放量，变废为宝，实现其分离回收和综合利用是广大环境工作者面临的重要课题。二氧化碳作为地球上最丰富的碳资源，可以转化为巨大的可再生资源二氧化碳处理和固定技术应用背景PART1从大气中分离固定二氧化碳生物法-微生物固定二氧化碳固定二氧化碳的微生物一般分为两类：光能自养型微生物化能自养型微生物光能自养型主要括：微藻类和光合细菌都含叶绿素，以光为能源，二氧化碳为碳源合成菌体组成物质或代谢产物化能自养型微生物以二氧化碳为碳源，能源主要有：H2，H2S,S2O32-、NH4+、NO2-、Fe2+还原态无机物质等固定二氧化碳微生物介绍自养微生物利用光能或无机物氧化时产生的化学能同化CO2，构成细胞物质。然后，这些细胞物质通过食物链在生态系统中转移。主要途径:卡尔文循环途径，厌氧乙酰-COA途径，逆向TCA途径、3-羟基丙酸途径，甘氨酸途径。自养微生物怎样同化二氧化碳卡尔文循环厌氧乙酰-COA途径微生物固碳的几个途径逆向TCA途径微生物固碳的几个途径羟基丙酸途径微生物固碳的几个途径PART1从大气中分离固定二氧化碳酶法-生物酶固定二氧化碳早在1874年，有人就提出了利用酶来还原二氧化碳的概念，即以酶为催化剂通过一系列酶促反应，将二氧化碳转化为有用的物质。微生物固定二氧化碳的实质是：微生物中的某些酶在生物体内进行一系列的催化反应。酶法还原二氧化碳目前，还原二氧化碳较多的是多酶体系，包括三种脱氢酶：甲酸脱氢酶(FDH)、甲醛脱氢酶(FADH)、甲醇脱氢酶(MDH)，这三种酶分别可将甲酸、甲醛和甲醇氧化成二氧化碳。多酶系统固定二氧化碳的作用是：向该系统提供逆反应进行方向的物质，使得二氧化碳被还原。甲酸脱氢酶用酶将二氧化碳转化为丙酮酸、乳酸等高附加值产品1在成功利用酶法催化还原甲酸物质这些基础上，人们为了满足更高的需求，将酶法运用到制作一些高附加值的产品当中。·丙酮酸催化剂：丙酮酸脱酸酶辅酶：硫胺素焦磷酸条件：高pH值缓冲液底物：二氧化碳和乙醛用酶将二氧化碳转化为丙酮酸、乳酸等高附加值产品·乳酸催化剂：多酶体系(ADH、PyDC、LDH)辅酶：NAD+(加入硫胺素焦磷酸)条件：高pH值缓冲液底物：二氧化碳和乙醛不断补加乙醇，有效提高辅因子再生的循环次数！微生物与酶法固定二氧化碳的未来展望2展望未来追求卓越优点：①选择性高（酶的种类、数量多）②反应条件不苛刻（常温低压）③转化过程绿色无污染④辅因子循环实现成本降低缺点：①转化效率低②多酶体系下转化途径单一（什么酶只能转化为什么产物）③微生物和酶固定二氧化碳的机理很复杂④细胞生长速度慢、密度低，可用菌种资源有限微生物与酶法固定二氧化碳未来展望研究方向：①开发新的高效分离技术以分离还原产物②与其他还原二氧化碳的方式（如电化学还原等）相结合，提高合成效率并实现环境污染最小化PART2CO2的物理分离和处理技术1吸收法23膜分离法吸附分离法54地下处理法海洋处理法1吸收法通过交替改变二氧化碳与吸收剂之间的压力和温度，从而改变二氧化碳在吸收剂中溶解度以实现二氧化碳的吸收与解析。（符合亨利定律）吸附剂要求：对二氧化碳的溶解度大、选择性好、沸点高、无腐蚀、化学性能稳定。原理关键2吸附分离法利用固态、薄膜或者液体吸附剂维持二氧化碳在其表面，对原料混合气进行有选择性的可逆吸附。原理技术分类1.变温吸附法（TSA）2.变压吸附法（PSA）3.变温变压吸附法(PTSA)4.变电吸附法（ESA）吸附剂：活性炭、天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶等。3膜分离法利用一些特殊分子膜对不同气体具有不同的渗透率来分离气体。其中包括分离膜和吸收膜两种。1.气体分离膜法2.气体吸收膜法原理技术分类气体分离膜法分离能力：1.薄膜材料的选择性2.两个过程参数：穿过气流对总气流的流鼙比穿过气流对总气流的压力比动力：膜两边的压差气体吸收膜法动力：膜两边气体的浓度差膜吸收的特点：1.具有固定、可...
