專利名稱：加速捕捉二氧化碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及氣體流中的二氧化碳的去除，更具體地涉及煙道氣體、轉(zhuǎn)化爐產(chǎn)生的氫氣、天然氣、或水泥窯產(chǎn)生的氣體中的二氧化碳的去除。
背景技術(shù)：
捕捉來自工業(yè)氣體流的二氧化碳(CO2)來降低能耗和大氣中(X)2的環(huán)境影響的技術(shù)，正在被開發(fā)。主要的CO2輸出來源包括發(fā)電廠、水泥窯、天然氣處理設(shè)施、合成氨的工廠及合成氫的工廠。捕捉到的(X)2具有多種用途，包括螯合、提高原油采收率、或加速海藻生長。對于氫氣、氨氣以及天然氣來說，來要想提升氣體流的價值，去除(X)2是很必要的。目前幾種可選擇的(X)2捕捉技術(shù)處于商業(yè)運作和發(fā)展的不同階段。這些技術(shù)包括用胺(更具體地是乙醇胺-MEA)進行化學(xué)吸收、物理吸收、薄膜分離、以及低溫蒸餾。此外， 在燃燒前去除碳或非氧成分的技術(shù)，例如氧氣燃燒和整體氣化聯(lián)合循環(huán)，正被視為避免廢氣去除的途徑。對于主要的氣體流，利用胺的化學(xué)吸收是目前最廉價的(X)2去除方法，尤其是對于天然氣中低含量(X)2的清除。MEA系統(tǒng)活性更高，因此優(yōu)選，但從MEA中去除被吸收的(X)2所用的能量荷載，大約在4百萬BTU/噸CO2,非常高，而且需要發(fā)電廠鍋爐輸出量的共約三分之一。發(fā)明_既述在各方面中，本發(fā)明是一種包含用于去除氣體流中的二氧化碳，更具體地是煙道氣、轉(zhuǎn)化爐產(chǎn)生的氫氣、天然氣、或水泥窯產(chǎn)生的氣體中的二氧化碳的經(jīng)固定的碳酸酐酶的系統(tǒng)。另一個方面是一種從含(X)2的氣體中去除(X)2的方法，所述方法包括使含有CO2 的氣體接觸水性液體來促進CO2擴散到水性液體中；并且使水性液體中的CO2與包埋于聚合物固定材料中的經(jīng)固定的碳酸酐酶接觸，以催化(X)2的水合，并形成含有氫離子和碳酸氫根離子的經(jīng)處理的液體，其中，所述的聚合物固定材料(i)穩(wěn)定碳酸酐酶，或(ii)含有膠束或反轉(zhuǎn)膠束材料。還有另外一個方面是上述的方法，其中，所述方法在這樣的反應(yīng)器中進行，所述的反應(yīng)器包括包括氣體入口和液體出口的底部、包括液體入口和氣體出口的頂部、以及中間部分，所述中間部分包括多個用包埋在聚合物固定材料中的經(jīng)固定的碳酸酐酶包被的微粒；其中，所述的聚合物固定材料(i)穩(wěn)定碳酸酐酶，或(ii)含有膠束或反轉(zhuǎn)膠束材料。所述的方法包括將進入所述液體入口并在反應(yīng)器中向下流動的水性液體與進入所述氣體入口并在反應(yīng)器中向上流動的含(X)2的氣體相接觸，以促進(X)2擴散到水性液體中，并在經(jīng)固定的碳酸酐酶存在下催化在水性液體中的(X)2的水合，以形成含有氫離子和碳酸氫根離子的經(jīng)處理的液體和經(jīng)處理的氣體；然后從所述液體出口排出所述經(jīng)處理的液體，并從所述氣體出口排出所述經(jīng)處理的氣體。本發(fā)明的再一個方面是一種用于從含(X)2氣體中去除(X)2的反應(yīng)器，包括包括氣體入口和液體出口的底部、包括液體入口和氣體出口的頂部、以及中間部分，所述中間部分
1權(quán)利要求
1.一種從含CO2的氣體中去除CO2的方法，所述方法包括使含CO2的氣體接觸水性液體來促進CO2擴散到所述水性液體中；并且使所述水性液體中的0)2與包埋在聚合物固定材料中的經(jīng)固定的碳酸酐酶接觸，以催化(X)2的水合，并形成含有氫離子和碳酸氫根離子的經(jīng)處理的液體；其中，所述的聚合物固定材料(i)穩(wěn)定所述碳酸酐酶，或(ii)含有膠束或反轉(zhuǎn)膠束材料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，讓所述水性液體和含ω2的氣體在同向流裝置中接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述含(X)2的氣體在所述水性液體中形成微泡。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法在這樣的反應(yīng)器中進行，所述反應(yīng)器包括包括氣體入口和液體出口的底部、包括液體入口和氣體出口的頂部、以及中間部分，所述中間部分包括多個含有經(jīng)固定的碳酸酐酶或用包埋在聚合物固定材料中的經(jīng)固定的碳酸酐酶包被的微粒；所述方法包括使進入所述液體入口并在所述反應(yīng)器中向下流動的水性液體與進入所述氣體入口并在所述反應(yīng)器中向上流動的所述含(X)2的氣體相接觸，以促進(X)2擴散到水性液體中，并在所述經(jīng)固定的碳酸酐酶存在下催化(X)2在所述水性液體中的水合，以形成含有氫離子和碳酸氫根離子的經(jīng)處理的液體和經(jīng)處理的氣體；從所述液體出口排出所述經(jīng)處理的液體，并且從所述氣體出口排出所述經(jīng)處理的氣體。
5.如權(quán)利要求1到4中任意一項所述的方法，進一步包括使所述經(jīng)處理的液體與用包埋于聚合物固定材料的經(jīng)固定的碳酸酐酶包被的顆粒接觸，其中，所述碳酸酐酶催化氫離子和碳酸氫根離子轉(zhuǎn)化為濃縮的(X)2和水。
6.如權(quán)利要求1到5中任意一項所述的方法，其中，在約30°C到約100°C的溫度下連續(xù)催化化學(xué)轉(zhuǎn)變時，所述穩(wěn)定的碳酸酐酶將其起始催化活性的至少約15%保持至少約5天。
7.如權(quán)利要求4到6中任意一項所述的方法，其中，所述含(X)2的氣體以微泡形式進入所述氣體入口。
8.一種用于從含(X)2的氣體中去除(X)2的反應(yīng)器，包括包括氣體入口和液體出口的底部、包括液體入口和氣體出口的頂部、以及中間部分構(gòu)成，所述中間部分包括多個用包埋在聚合物固定材料中的碳酸酐酶包被的微粒，所述碳酸酐酶能夠催化(X)2水合成為氫離子和碳酸氫根離子，其中，所述聚合物固定材料(i)穩(wěn)定所述碳酸酐酶，或(ii)含有膠束或反轉(zhuǎn)膠束材料。
9.一種用于從含(X)2的氣體中去除(X)2的系統(tǒng)，包括第一和第二反應(yīng)器，所述第一反應(yīng)器包括權(quán)利要求8所述的反應(yīng)器，并且所述第二反應(yīng)器含有用包埋于聚合物固定化材料中的碳酸酐酶包被的微粒，其中，所述碳酸酐酶能夠催化氫離子和碳酸氫根離子轉(zhuǎn)化為濃縮的CO2和水。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第二反應(yīng)器含有包含膠束或反轉(zhuǎn)膠束材料的固定材料。
11.如權(quán)利要求1到7中任意一項所述的方法，其中，所述水性液體含有堿。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是金屬氫氧化物、季銨氫氧化物、金屬碳酸鹽、弱酸的共軛堿、季銨碳酸鹽、季銨醇鹽、金屬酰胺、金屬烷基、金屬醇鹽、金屬硅醇化物、胺、鏈烷醇胺、或其組合。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇、氫氧化銨、或其組合。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銣、碳酸銫、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鍶、碳酸鋇、碳酸銨，有機陽離子的碳酸鹽、或其組合。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是芐基三甲基氫氧化銨、膽堿、二乙基二甲基氫氧化銨、二甲基十二烷基乙基氫氧化銨十二烷基二甲基氫氧化銨、二氫氧化己烷-1， 6-雙(三正丁基銨)、十六烷基三甲基氫氧化銨、六甲氫氧化銨、三乙基甲基氫氧化銨、三丁基甲基氫氧化銨、三己基十四烷基氫氧化銨十四烷基三己基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、四(十八烷基)氫氧化銨四十八烷基氫氧化銨、甲基三丙基氫氧化銨、四丁基乙醇銨、四乙基氫氧化銨、四己基氫氧化銨、四癸基氫氧化銨、四甲基氫氧化銨、三甲基苯基氫氧化銨、或其組合。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是叔戊氧基鋰、雙三甲基硅基胺基鋰、二乙氨基鋰、二甲氨基鋰、二異丙氨基鋰、雙三甲基硅基胺基鈉、雙三甲基硅基胺基鉀、二環(huán)己胺基鋰、三甲基硅醇鋰、甲醇鈉、甲醇鉀、甲醇鋰、乙醇鈉、乙醇鉀、乙醇鋰、異丙醇鋰、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、叔丁醇鋰、叔戊醇鈉、叔戊醇鉀、乙醇鎂、二叔丁醇鎂、三甲基硅醇鈉、三甲基硅醇鉀、或其組合。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是2-(2-氯-6氟芐基)乙胺、1，4_二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(DABCO 33-LV) ,1,5- 二氮雜雙環(huán)[4. 3. 0]壬-5-烯、1，4- 二氮雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷、1，8_ 二氮雜雙環(huán)[5.4.0] i^一碳_7_烯、4-( 二甲氨基)吡啶、2，6_ 二甲基吡啶、哌啶、1，8-( 二甲氨基)萘、2，2，6，6_四甲基哌啶、2，8，9_三異丁基-1-2，5，8， 9-四氮雜-1-磷雜雙環(huán)[3. 3. 3]十一烷、芐吡二胺、苯胺、芐胺、N-甲基苯胺、咪唑、卩比咯、吡啶、嗎啉、或其組合。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、丁胺、異丁胺、仲丁胺、叔丁胺、戊胺、異戊胺、仲戊胺、叔戊胺、己胺、異己胺、仲己胺、叔己胺、乙二胺、 2-甲基正丁胺、2-氨基戊烷、3-(叔丁氧基)丙胺、2-氨基-6甲基庚烷、1-乙基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、甲基乙胺、甲基丙胺、甲基丁胺、乙基丙胺、乙基丁胺、N-乙基甲基胺、N-異丙基甲胺、N- 丁基甲胺、N-乙基異丙胺、N-叔丁基甲胺、N-乙基丁胺、3-異丙氧基丙胺、氯代(二乙氨基)二甲基硅烷、2，2'-(乙烯二氧)雙(乙胺)、 1，3_雙(氯甲基)-1，1，3，3_四甲基二硅氮烷、N-叔丁基異丙胺、N，N-二乙基三甲基甲硅烷胺、二仲丁胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二甲基乙胺、二甲基丙胺、二甲基丁胺、二乙基甲胺、二乙基丙胺、二乙基丁胺、N，N- 二異丙基甲胺、N-乙基二異丙胺、N，N- 二甲基乙胺、N, N- 二乙基丁胺、1，2_ 二甲基丙胺、N, N- 二乙基甲胺、N, N- 二甲基異丙胺、1，3_ 二甲基丁胺、3，3- 二甲基丁胺、N, N- 二甲基丁胺、或其組合。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是2-氨基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇 (Trizma 堿)、丙醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺、三乙醇胺、或其組合。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿是單乙醇胺(MEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、 N，N-二乙基甲胺(DMA)、或其組合。
21.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述堿含有碳酸根離子。
22.如權(quán)利要求1到21中任意一項所述的方法、反應(yīng)器或系統(tǒng)，其中，所述碳酸酐酶包括牛碳酸酐酶或人碳酸酐酶。
23.如權(quán)利要求22所述的方法、反應(yīng)器或系統(tǒng)，其中，所述牛碳酸酐酶包括牛碳酸酐酶 II，并且所述人碳酸酐酶包括人碳酸酐酶IV。
24.如權(quán)利要求22或23所述的方法、反應(yīng)器或系統(tǒng)，其中，所述人碳酸酐酶或人碳酸酐酶IV是經(jīng)過基因修飾的。
25.一種通過包埋于聚合物固定材料中而被固定的酶，所述材料對于比所述酶小的化合物有滲透性，且所述酶是被親水、憎水或雙親部分經(jīng)離子或共價修飾的。
26.如權(quán)利要求1到25中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述碳酸酐酶是通過與表面活性劑的相互作用而被離子修飾的。
27.如權(quán)利要求25或沈所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述表面活性劑是N，N-雙[3-(D-葡萄糖酰氨基)丙基]膽酰胺、N，N-雙[3-(D-葡萄糖酰氨基)丙基]脫氧膽酰胺、聚氧乙烯醇聚氧乙烯、2-環(huán)己基甲基-β-D-麥芽糖苷、2-環(huán)己基乙基-β-D-麥芽糖苷、環(huán)己基戊基-β -D-麥芽糖苷、環(huán)己基己基-β -D-麥芽糖苷、癸基-β -D-吡喃麥芽糖苷、正十二烷基-β -D-麥芽糖苷、正十六烷基-D-麥芽糖苷、十一烷基-D-麥芽糖苷、癸基-β -D-I-硫代吡喃麥牙糖苷、辛基-D-硫代吡喃葡萄糖苷、洋地黃皂甙、二甲基癸基氧化膦、十二烷基二甲基氧化膦、(辛基苯氧基)聚乙氧基乙醇、N-辛?；?N-甲基葡糖胺、N-壬酰基-N-甲基葡糖胺、N-癸酰基-N-甲基葡糖胺、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、皂素、月桂醇聚氧乙烯(9)醚、辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇單月桂酸酯的聚氧乙烯衍生物、N，N-二甲基十二烷胺-N-氧化物、醇乙氧基化物、氨磺基甜菜堿-14、氨磺基甜菜堿-16、C7Bz0、3-[3-(膽酰胺丙基)二甲氨基]丙磺酸內(nèi)鹽、 3-[3-(膽酰胺丙基)二甲氨基]-2-羥基-1-丙磺酸內(nèi)鹽、十二烷基二甲胺乙內(nèi)酯、3-(N， N-二甲基辛胺基)丙磺酸內(nèi)鹽、3-(十二烷胺基)丙磺酸內(nèi)鹽、3-磺丙基十四烷基二甲基銨、3-磺丙基十六烷基二甲基銨、N, N- 二甲基-N-(3-磺丙基)-1-十八烷銨內(nèi)鹽、或其組合。
28.如權(quán)利要求27所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述表面活性劑是辛基酚聚氧乙烯醚。
29.如權(quán)利要求1到25中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶是經(jīng)憎水部分共價修飾的。
30.如權(quán)利要求四所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶是經(jīng)單胺、 醛、季銨鹽、烷基三甲銨陽離子、有機陽離子、鱗陽離子、吡啶鐺陽離子、咪唑鐺陽離子、紫羅堿、或其組合共價修飾的。
31.如權(quán)利要求1到25中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶是經(jīng)親水部分共價修飾的。
32.如權(quán)利要求31所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶是經(jīng)二胺、單羧酸鹽、二酸、polyal、多糖、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、糖基、酐、聚乙二醇、瓊脂糖、或其組合共價修飾的。
33.如權(quán)利要求1到25中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶是經(jīng)雙親部分共價修飾的。
34.如權(quán)利要求33所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶是經(jīng)氨基酸、脂肪酸、脂肪醇、脂質(zhì)、烷基聚氧乙烯、其他聚氧乙烯共聚物、烷基糖苷、或其組合共價修飾的。
35.如權(quán)利要求1到34所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述固定材料包括經(jīng)陽離子修飾的全氟磺酸-PTFE共聚物。
36.如權(quán)利要求1到34中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述固定材料包括海藻酸鹽。
37.如權(quán)利要求36所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述海藻酸鹽是經(jīng)陽離子修飾的海藻酸鹽。
38.如權(quán)利要求35或36所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述經(jīng)陽離子修飾的全氟磺酸-PTFE共聚物或經(jīng)陽離子修飾的海藻酸鹽是用比NH4+大的憎水陽離子修飾的。
39.如權(quán)利要求38所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述憎水陽離子包括銨類陽離子、季銨鹽陽離子、烷基三甲基銨陽離子、鱗陽離子磷酸鹽陽離子、三苯基鱗禱、 吡啶鐺陽離子吡啶陽離子、咪唑鐺陽離子咪唑陽離子、十六烷基吡啶鐺十六烷基吡啶、溴乙非啶、紫羅堿、甲基紫精、苯甲基紫精、雙(三苯基膦)亞胺鐺雙(三苯基餐)咪唑、金屬絡(luò)合物、聯(lián)吡啶基金屬絡(luò)合物、鄰二氮雜菲類金屬絡(luò)合物、[釕(聯(lián)吡啶)3]2+或[鐵(鄰二氮雜菲)3]3+。
40.如權(quán)利要求38所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述憎水陽離子包括四乙銨、四丙銨(T3A)、四戊銨(T5A)、四己銨(T6A)、四庚銨(T7A)、三甲基二十烷基銨(TMICA)、三甲基辛基癸基銨(TMODA)、三甲基己基癸基銨(TMHDA)、三甲基十四烷基銨 (TMTDA)、三甲基辛基銨(TMOA)、三甲基十二烷基銨(TMDDA)、三甲基癸基銨(TMDA)、三甲基己銨(TMHA)、四丁銨(TBA)、三乙基己銨(TEHA)、或其組合。
41.如權(quán)利要求38所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述憎水陽離子包括式1所示的季銨鹽陽離子
42.如權(quán)利要求41所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，隊、1 2、1 3和1 4獨立地是氫、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基或癸基，其中，Ri、R2、R3和禮中至少有一個不是氫。
43.如權(quán)利要求41所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，隊、1 2、1 3和1 4是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基。
44.如權(quán)利要求41所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，隊、1 2、1 3和1 4是乙基。
45.如權(quán)利要求1到34中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶固定材料是經(jīng)提取過鹽的四烷基銨修飾的全氟磺酸-PTFE共聚物，其含有大小足以限制其內(nèi)部的酶的膠束。
46.如權(quán)利要求45所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述膠束與所述酶大小基本相同且形狀基本相同。
47.如權(quán)利要求45或44所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述四烷基銨離子包括烷基三甲基銨陽離子或烷基三乙基銨陽離子。
48.如權(quán)利要求1到34中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述固定材料是經(jīng)膠束憎水修飾的多糖。
49.如權(quán)利要求48所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述多糖包括殼聚糖。
50.如權(quán)利要求48或49所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述經(jīng)膠束憎水修飾的多糖符合式2
51.如權(quán)利要求50所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，Rltl獨立地是氫或烷基，且R11獨立地是氫或烷基。
52.如權(quán)利要求50所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，Iiltl獨立地是氫或己基，且R11獨立地是氫或己基。
53.如權(quán)利要求50所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，Iiltl獨立地是氫或辛基，且R11獨立地是氫或辛基。
54.如權(quán)利要求50所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，Iiltl獨立地是氫或丁基，且R11獨立地是氫或丁基。
55.如權(quán)利要求50所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，Iiltl獨立地是氫或憎水氧化還原媒介，且R11獨立地是氫或憎水氧化還原媒介。
56.如權(quán)利要求48到55中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶固定材料是經(jīng)膠束憎水修飾的殼聚糖，具有至少約10%的經(jīng)憎水基修飾的殼聚糖的氨基官能度。
57.如權(quán)利要求48到56中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述酶固定材料是經(jīng)膠束憎水氧化還原媒介修飾的殼聚糖，具有符合式2Α的結(jié)構(gòu)
58. 一種通過包埋于聚合物固定材料中而被固定的酶，所述固定材料對于比該酶小的化合物有滲透性，并具有式5、6、7或8中的任意一種結(jié)構(gòu)
59.如權(quán)利要求1到34中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述固定材料包埋所述酶，所述固定材料對于比所述酶小的化合物具有滲透性，且具有式5、6、7 或8中的任意一種結(jié)構(gòu)
60.如權(quán)利要求58或59所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的固定材料具有式5的結(jié)構(gòu)。
61.如權(quán)利要求60所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，R21和I^2獨立地是氫或-(CH山Nl26R27R28，其中Ii26、R27、和R28獨立地是烷基，且q是整數(shù)1、2或3。
62.如權(quán)利要求61所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中丄26、1 27、和獨立地是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基。
63.如權(quán)利要求61所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，Ii26和Ii27獨立地是甲基、乙基、或丙基，且R28是烷氨基。
64.如權(quán)利要求63所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，R28是-CH2N+R29R3tlR31、 -CH2CH2N+R29R30R31 或-CH2CH2CH2N+Ii29R3ciR31，其中 &9、R30 和 R31 獨立地是氫或烷基。
65.如權(quán)利要求60所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，R21或Ii22包括-(CH2) 聚醚，其中q是整數(shù)1、2或3。
66.如權(quán)利要求65所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，q是1。
67.如權(quán)利要求60所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，R21或I^2包括-CH2-0-(CH2(CH3)-CH2-0)z-Rt、-CH2-O-(CH2-CH2-O) Z-Rt、或其組合，其中是氫、烷基、取代烷基、芳基、或取代芳基，ζ是對應(yīng)分子量從約200道爾頓(Da)到約900道爾頓(Da)的整數(shù)。
68.如權(quán)利要求67所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的-CH2-O-(CH2-CH2-O)z-Rt中的ζ是對應(yīng)分子量從約500道爾頓(Da)到約600道爾頓(Da) 的整數(shù)。
69.如權(quán)利要求58或59所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的固定材料具有式6的結(jié)構(gòu)。
70.如權(quán)利要求69所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，&3和&4獨立地是氫或-(CH山Nl26R27R28，其中Ii26、R27、和R28獨立地是烷基，且q為整數(shù)1、2或3。
71.如權(quán)利要求70所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中丄26、1 27、和獨立地是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基。
72.如權(quán)利要求70所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，&6和1 27獨立地是甲基、乙基、或丙基，且R28為烷氨基。
73.如權(quán)利要求72所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，R28為-CH2N+R29R3tlR31、 -CH2CH2N+R29R30R31 或-CH2CH2CH2N+Ii29R3ciR31，其中 &9、R30 和 R31 獨立地是氫或烷基。
74.如權(quán)利要求70所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，R23或I^24包括-(CH2) ,聚醚，其中P是整數(shù)1、2或3。
75.如權(quán)利要求58或59所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的固定材料具有式7的結(jié)構(gòu)。
76.如權(quán)利要求75所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，是氫或-(CH2) ,N+R26R27R28，其中R26, Ii27、和R28獨立地是烷基，且q為整數(shù)1、2或3。
77.如權(quán)利要求76所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，Ii26和Ii27獨立地是甲基、乙基、或丙基，且R28為烷氨基。
78.如權(quán)利要求77所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，R28為-CH2N+R29R3tlR31、 -CH2CH2N+R29R30R31 或-CH2CH2CH2N+Ii29R3ciR31，其中 &9、R30 和 R31 獨立地是氫或烷基。
79.如權(quán)利要求77或78所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的烷氨基可與式7的另一個重復(fù)單元交聯(lián)。
80.如權(quán)利要求58或59所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的固定材料具有式8的結(jié)構(gòu)。
81.如權(quán)利要求80所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，&2和民3獨立地是氫、烷基、芳基、-(取代烷撐)_酸或其鹽、_(取代烷撐)_堿或其鹽、-(CH2)qO-(CH2-CH2-O) Z-Rt、-CH2-O- (CH2 (CH3) -CH2-O) Z-Rt、或其組合，其中是氫、烷基、取代烷基、芳基、或取代芳基，q為整數(shù)2、3或4。
82.如權(quán)利要求81所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的酸基包括羧酸基、膦酸基、磷酸基、磺酸基、硫酸基、氨基磺酸或其鹽、或它們的組合。
83.如權(quán)利要求81所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的堿包括叔胺、 季銨、氮雜環(huán)或其鹽、或它們的組合。
84.如權(quán)利要求80所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，^2和^3獨立地是氫、烷基、芳基、-(CH2) 3-0- ((CH2) 2-0) Z-CH3、- (CH2) 2_C (0) -0- (CH2) 2_ 咪唑鐺、或-(CH2) 3-0_CH 2-CH (OH) -N (CH3) - (CH2) 2-S03Na。
85.如權(quán)利要求58到84中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，m、 η、ο和ρ是從10到5000的整數(shù)。
86.如權(quán)利要求1到85中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的固定材料穩(wěn)定所述的酶。
87.如權(quán)利要求1到34中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的固定材料包括聚砜。
88.如權(quán)利要求25到87中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中， 所述的酶包括脂肪酶、葡萄糖異構(gòu)酶、腈水解酶、葡萄糖氧化酶、蛋白酶、碳酸酐酶、胃蛋白酶、淀粉酶、真菌淀粉酶、麥芽糖淀粉酶、纖維素酶、乳糖酶、酯化酶、糖酶、半纖維素酶、戊聚糖酶、木聚糖酶、支鏈淀粉酶、β-葡聚糖酶、乙酰乳酸脫羧酶、β-葡萄糖酐酶、谷氨酰胺酶、青霉素酰化酶、氯過氧化物酶、天冬氨酸β -脫羧酶、環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶、枯草桿菌蛋白酶、氨基?；?、乙醇脫氫酶、氨基酸氧化酶、磷脂酶、脲酶、膽留醇酯酶、脫亞磺酸酶、 木素過氧化物酶、果膠酶、氧化還原酶、葡聚糖酶、葡萄糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖淀粉酶、 麥芽糖酶、蔗糖酶、轉(zhuǎn)化酶、柚苷酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、肽酶、凝乳酶、嗜熱菌蛋白酶、胰蛋白酶、脂酶、腸酯酶、磷酸酶、肌醇六磷酸酶、酰胺酶、谷氨酰胺酶、溶菌酶、過氧化氫酶、脫氫酶、過氧化物酶、裂解酶、富馬酸酶、組氨酸酶、轉(zhuǎn)氨酶、連接酶、環(huán)化酶、消旋酶、變位酶、氧化酶、還原酶、木質(zhì)酶、漆酶、氯過氧化物酶、商過氧化物酶加鹵酶、氫化酶、固氮酶、氧腈酶、或其組合。
89.如權(quán)利要求88所述的經(jīng)固定的酶，其中，所述的酶包括碳酸酐酶。
90.如權(quán)利要求25到89中任意一項所述的經(jīng)固定的酶在生物燃料電池中的發(fā)電、催化生物反應(yīng)器中的化學(xué)轉(zhuǎn)化、或探測感應(yīng)器中的分析物中的用途。
91.如權(quán)利要求1到34中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的固定材料包括海藻酸鹽，其中，用殼型聚合物包被所述的經(jīng)固定的碳酸酐酶，該殼型聚合物能夠限制所述酶通過該殼型聚合物的擴散。
92.如權(quán)利要求1到34中任意一項所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的固定材料包括海藻酸鹽，其中，用殼型聚合物包被所述的經(jīng)固定的碳酸酐酶，該殼型聚合物能夠防止所述固定材料與溶劑的相互反應(yīng)。
93.如權(quán)利要求91或92所述的方法、反應(yīng)器、系統(tǒng)或經(jīng)固定的酶，其中，所述的殼型聚合物是聚砜、聚碳酸酯、聚乙烯芐基氯、或其組合。
94.一種從含CO2的氣體中去除CO2的方法，所述方法包括使含CO2的氣體接觸水性液體來促進CO2擴散到所述水性液體中；并且使所述水性液體中的0)2與經(jīng)固定的碳酸酐酶接觸，以催化(X)2的水合，并形成含有氫離子和碳酸氫根離子的經(jīng)處理的液體，其中，所述的水性液體包括甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、丁胺、異丁胺、仲丁胺、叔丁胺、戊胺、異戊胺、仲戊胺、 叔戊胺、己胺、異己胺、仲己胺、叔己胺、乙二胺、(2-甲基丁基)胺、2-氨基戊烷、3-(叔丁氧基)丙胺、2-氨基-6甲基庚烷、1-乙基丙胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、N-乙基甲基胺、N-異丙基甲基胺、N- 丁基甲基胺、N-乙基異丙基胺、N-叔丁基甲基胺、 N-乙基丁胺、3-異丙氧基丙胺、氯代(二乙氨基)二甲基硅烷、2，2' _(乙烯二氧)雙(乙胺)、1，3_雙(氯甲基)-1，1，3，3_四甲基二硅氮烷、N-叔丁基異丙胺、N，N- 二乙基三甲基甲硅烷胺、二仲丁胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二甲基丙胺、二乙基丙胺、N，N-二異丙基甲胺、N-乙基二異丙胺、N，N-二甲基乙胺、N，N-二乙基丁胺、1，2-二甲基丙胺、N，N-二乙基甲胺、N，N-二甲基異丙胺、1，3_ 二甲基丁胺、3，3_ 二甲基丁胺、N，N-二甲基丁胺、或其組合。
全文摘要
本發(fā)明通常涉及氣流，尤其是煙道氣體、來自轉(zhuǎn)化爐的氫氣、天然氣、或來自水泥窯的氣體中二氧化碳的去除。還公開了用于碳捕捉的經(jīng)固定的酶和其他系統(tǒng)。
文檔編號B01D53/14GK102232004SQ200980147404
公開日2011年11月2日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日
發(fā)明者J·舒馬舍爾, R·A·克雷頓, R·P·舍爾特姆, R·T·茲沃塞克, T·L·布舍爾茲, W·L·格萊特 申請人:?？嗣窆?br>