“Angweandte Chemie International Edition∣脂质体微反应器光催化去除温室气体一氧化二氮”
文献信息:

Samuel E.H. Piper, Carla Casadevall, Erwin Reisner, Thomas A. Clarke, Lars J.C. Jeuker, Andrew J. Gates, and Julea N. Butt. Photocatalytic Removal of the Greenhouse Gas Nitrous Oxide by Liposomal Microreactors.
https://doi.org/10.1002/anie.202210572
Angweandte Chemie International Edition 影响因子:16.823
背景介绍
一氧化二氮(N2O)是一种温室气体,可和臭氧发生反应,由于农业日益集约化,其排放正在迅速增长。用于N2O分解的催化剂通常含有贵金属和/或在高温下运行,这使人们渴望获得更可持续的替代品。
在这里,作者利用了石墨掺杂碳点、MtrCAB蛋白复合物和N2O还原酶组装了脂质体微反应器,在光照下,石墨掺杂碳点产生电子,电子经MtrCAB蛋白复合物转移给N2O还原酶,可将N2O还原为气候中性产物N2。在微反应器中,电子从MtrCAB到N2O还原酶是由甲基紫晶进行介导的。
图文解读

图1 MtrCAB及其在脂质体微反应器中的作用
A)基于S. baltica的MtrCAB的晶体结构推演出的S. oneidensis的MtrCAB的晶体结构。血红素(橙色)
B)石墨掺杂碳点、MtrCAB蛋白复合物和N2O还原酶分别位于磷脂双分子层的外部、中间和内部,石墨掺杂碳点吸收光能产生电子并传递给MtrCAB蛋白复合物,MtrCAB蛋白复合物跨越磷脂双分子层将电子逐级传递给甲基紫晶(MV)和N2O还原酶,N2O还原酶将N2O还原为N2。
注:图中各组分不是按比例排列的,仅用于帮助讨论。

图2 蛋白质脂质体的特征

图3 二亚硫酸盐驱动的蛋白脂质体N2O还原酶活性

图4 甲基紫晶(MV)在脂质体微反应器中的作用
二亚硫酸盐或光照射下的碳点可将MV2+还原为MV+,MV+驱动N2O还原酶还原N2O生成N2。

图5 还原N2O的产物的气相色谱分析
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