生物催化人工光合作用將光催化和氧化還原生物催化相結(jié)合,利用太陽(yáng)能合成增值化學(xué)品。然而,由于具有挑戰(zhàn)性的水氧化動(dòng)力學(xué),這種受自然啟發(fā)的方法的反應(yīng)速度緩慢?;诖?,韓國(guó)高等科學(xué)技術(shù)學(xué)院(KAIST)Chan Beum Park(通訊作者)等人報(bào)道了一種太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的生物催化光電化學(xué)(BPEC)系統(tǒng),該系統(tǒng)使用不可回收的真實(shí)世界聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)微塑料作為電子原料,通過(guò)光電催化和氧化還原生物轉(zhuǎn)...
生物催化人工光合作用將光催化和氧化還原生物催化相結(jié)合,利用太陽(yáng)能合成增值化學(xué)品。然而,由于具有挑戰(zhàn)性的水氧化動(dòng)力學(xué),這種受自然啟發(fā)的方法的反應(yīng)速度緩慢?;诖耍n國(guó)高等科學(xué)技術(shù)學(xué)院(KAIST)Chan Beum Park(通訊作者)等人報(bào)道了一種太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的生物催化光電化學(xué)(BPEC)系統(tǒng),該系統(tǒng)使用不可回收的真實(shí)世界聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)微塑料作為電子原料,通過(guò)光電催化和氧化還原生物轉(zhuǎn)化的結(jié)合,包括C-H鍵的氧官能化、還原C=O鍵的胺化和C=C鍵的反式加氫。BPEC系統(tǒng)包括三個(gè)組件:(1)摻雜鋯(Zr)的赤鐵礦(Zr: α-Fe2O3)光陽(yáng)極從消費(fèi)后商業(yè)PET廢料中獲得的水解PET溶液中提取電子;(2)碳纖維紙(CFP)或蒽醌-2-羧酸錨定CFP(AQC/CFP)陰極分別生成1, 4-二氫煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)或H2O2;(3)一種氧化還原酶,例如NADH依賴性L-谷氨酸脫氫酶(GDH)、老黃酶(OYE)的NADH依賴性烯還原酶或H2O2依賴性非特異性過(guò)氧化酶(UPO),以驅(qū)動(dòng)合成反應(yīng)。此外,Zr: α-Fe2O3?|CFP基系統(tǒng)對(duì)其他酶底物表現(xiàn)出廣泛的適用性,并且對(duì)362000(UPO)、144000(GDH)和1300(OYE)顯示出較高的總周轉(zhuǎn)數(shù)(TTN),超過(guò)了現(xiàn)有的使用水作為電子PVC顆粒報(bào)價(jià)原料的BPEC系統(tǒng)。該工作提出了一種光電催化方法,用于將環(huán)境修復(fù)和生物催化光合作用整合到可持續(xù)的太陽(yáng)能化學(xué)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.