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Nature Synthesis：微塑料为燃料的光电催化生物合成

时间：2022-10-09 来源： 浏览：

Nature Synthesis：微塑料为燃料的光电催化生物合成

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生物催化人工光合作用将光催化和氧化还原生物催化相结合，利用太阳能合成增值化学品。然而，由于具有挑战性的水氧化动力学，这种受自然启发的方法的反应速度缓慢。
基于此， 韩国高等科学技术学院（KAIST）Chan Beum Park（通讯作者）等人 报道了一种太阳能驱动的生物催化光电化学（BPEC）系统，该系统使用不可回收的真实世界聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微塑料作为电子原料，通过光电催化和氧化还原生物转化的结合，包括C-H键的氧官能化、还原C=O键的胺化和C=C键的反式加氢。
BPEC系统包括三个组件：
（1）掺杂锆（Zr）的赤铁矿（Zr: α-Fe 2 O 3 ）光阳极从消费后商业PET废料中获得的水解PET溶液中提取电子；
（2）碳纤维纸（CFP）或蒽醌-2-羧酸锚定CFP（AQC/CFP）阴极分别生成1, 4-二氢烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）或H 2 O 2 ；
（3）一种氧化还原酶，例如NADH依赖性L-谷氨酸脱氢酶（GDH）、老黄酶（OYE）的NADH依赖性烯还原酶或H 2 O 2 依赖性非特异性过氧化酶（UPO），以驱动合成反应。
此外，Zr: α-Fe 2 O 3  |CFP基系统对其他酶底物表现出广泛的适用性，并且对362000（UPO）、144000（GDH）和1300（OYE）显示出较高的总周转数（TTN），超过了现有的使用水作为电子原料的BPEC系统。该工作提出了一种光电催化方法，用于将环境修复和生物催化光合作用整合到可持续的太阳能化学合成中。
Photoelectrocatalytic biosynthesis fuelled by microplastics. Nat. Synth., 2022 , DOI: 10.1038/s44160-022-00153-x.
https://doi.org/10.1038/s44160-022-00153-x.
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