洁净煤技术

作者：王雅琴, 刘景超, 白丽菊, 陆诗建, 陈思铭, 唐华

关键词：微藻,CO₂固定,胺改性膜,2−氨基−2−甲基−1−丙醇(AMP),膜介导培养

微藻固碳在应对温室效应、能源危机和促进低碳经济发展方面发挥着至关重要的作用，而固碳效率低是限制该技术发展的瓶颈问题，因此提出使用有机胺负载型中空纤维膜（疏水聚丙烯（PP）膜）提高微藻固碳性能。首先，对中空纤维膜进行疏水改性，接着通过物理方法将2−氨基−2−甲基−1−丙醇（AMP）负载于中空纤维膜；然后，将其浸没到微藻培养系统中作为CO2气体进入培养液的媒介。过程中，AMP负载型PP膜可强化CO2向微藻培养液的传质过程，从而强化CO2脱除效率；AMP负载型PP膜可起到分隔CO2与胺的化学反应场以及微藻吸收CO2的生物反应场的作用，避免复杂混合反应；PP膜上的AMP及AMP与CO2反应后的氨基甲酸盐不会溶解于培养液，不与微藻细胞直接接触，大大减小对微藻细胞的损伤，不影响细胞光合作用，从而提高效率；AMP负载型PP膜与微藻体系呈现分离状态，可通过简单的物理方法分离。试验结果表明，质量浓度为123.16 mg/L AMP-PP膜强化技术可使生物质质量浓度（0.88 g/L）和CO2固定效率（183.23 mg/（L·d））显著提高。与Blank组、Blank-PP组和123.16 mg/L AMP组相比，生物质浓度分别提高了28.05%、18.04%、183.57%，CO2固定效率分别提高了58.23%、44.16%、168.42%。同时，该强化技术通过物理隔离作用消除AMP直接接触导致的氧化应激（SOD活性降低）与细胞损伤（分形维数仅增加5.9%），胺基化膜表面吸附CO2后生成的氨基甲酸酯通过水解反应使培养液溶解性无机碳（DIC）浓度提升，CO2脱除效率达83.5%，显著优于溶解性AMP体系，突显了这种膜介导方法在微藻CO2固定中的有效性。

来源：2025年第8期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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