“温室效应”与地球变暖已经成为21世纪全人类所面临的最大环境问题。大气中CO2浓度升高对环境和社会产生了深远影响,同时CO2又是一种重要的工业原料，被广泛的应用于食品、化工等各个领域。如果能将大气中的CO2捕集并加以利用，不但有利于缓解温室效应，改善环境，而且可以将CO2以碳源的形式储存下来转化成化学产品。碳酸酐酶（CA）可以加速CO2水合生成HCO3-，并以固态CaCO3的形式固定下来，是一种非常有前景的处理大气中CO2的方法。但游离的CA价格昂贵、酶活稳定性差、难以重复回收利用。本课题采用中空纳米纤维包埋固定化CA，研究了游离CA和固定化CA的酶学性质及其在CO2捕集转化体系中的作用，并进一步设计建立了将CO2捕集转化成甲酸的多酶体系。1、采用同轴共纺技术制备中空结构纳米纤维并进行了表征。以聚氨酯为外相电纺液，95%甘油为内相电纺液，包埋固定化酶，包埋的过程中不涉及化学基团的反应，酶的结构不会发生变化，其活性中心得到了较好的保护。酶在纤维腔内以游离的状态存在，包埋固定化多酶，酶分子之间可以较好的进行级联反应，反应过程中几乎不存在传质阻力的影响。2、考察了游离CA吸收CO2水合体系反应条件，并利用中空结构聚氨酯纳米纤维对碳酸酐酶进行包埋固定化，研究了固定化碳酸酐酶在CO2反应体系的作用，并对固定化酶和游离酶的酶学性质及其在体系的应用做了比较。实验结果表明，固定化明显提高了酶的稳定性，游离酶和固定化酶对CO2催化率分别为88%和57%，固定化酶重复使用10次后，酶活还能保持50%。3、采用中空结构纳米纤维将CA和甲酸脱氢酶（FDH）共固定化在同一体系中，成功建立CA和FDH多酶体系用于将CO2捕集转化为甲酸。结果表明，多酶体系中CA的添加显著促进了FDH催化CO2生成甲酸，在同样反应时间里，含有CA的多酶体系生成的甲酸量是单酶体系（仅有FDH）的2倍。酶的稳定性也得到显著增强，转化CO2的收率是游离酶的7.3倍，同时发现酸性条件更有利于CO2的转化。