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温室效应和全球变暖等环境问题已日益影响我们的日常生活,有效利用CO2以解决环境和能源问题迫在眉睫。酶催化CO2还原技术由于其绿色环保并且高效的特点而备受青睐,单酶或多酶体系可以将CO2转化为甲酸、甲醛和甲醇等有用的化学品,但CO2在反应体系浓度较低而使反应速率受到限制。本论文用聚乙烯亚胺（PEI）改性聚乙烯（PE）膜,利用PEI对CO2的可逆吸附作用,以提高CO2在溶液中的溶解速率,促进酶促CO2合成甲酸;并将甲酸脱氢酶（FDH）利用戊二醛（GA）负载到PEI改性膜表面,考察了固定化酶的催化性能和重复利用性。首先,通过紫外光接枝聚丙烯酸（PAA）,在PE膜表面引入羧基,再进一步用PEI改性,从而引入氨基,用FTIR、XPS和SEM对膜进行了表征,以酸性橙7法测定膜表面的氨基密度,优化了PEI改性过程的工艺条件。结果表明:PAA接枝率在11.8%15.8%的范围内,接枝率越高,PEI改性膜表面的氨基密度越高,当PAA接枝率达到15.8%时,氨基密度基本达到饱和;对不同PAA接枝率的膜进行PEI修饰,膜表面氨基密度均在40 min后达到饱和;PEI浓度达到0.3 wt%,温度达到40°C,继续增加PEI浓度或者升高温度,膜表面氨基密度基本不再变化;在质量分数相同的情况下,分子量1800比600的PEI改性后的膜表面氨基密度更高。其次,通过对产物浓度的检测,考察了PEI改性膜对酶促CO2合成甲酸的影响,研究了改性膜的重复利用性和再生条件。在游离酶加压反应的实验中,随着PEI改性膜表面氨基量增加,酶促反应的初速度存在一个最大值;当PEI改性膜表面氨基量为5.86×10-6 mol时,反应初速度最大,为0.414 mM/h,相对没有加入PEI改性膜的体系,提高了23倍。在膜表面氨基量相同的情况下,PEI的分子量对酶促反应并无影响。PEI改性膜用pH=11.55的氨水再生1次后,甲酸的生成速率可以达到之前的97.3%,在7次再生使用后,相对反应速率为87.1%。将PEI改性膜应用于中空纤维膜鼓泡式反应器,在氨基量为13.6×10-6 mol时,酶促CO2合成甲酸的反应初速度为0.530 mM/h,为空白膜组件的2倍,为最优氨基量的PEI改性膜存在下加压反应器体系的1.3倍;当膜组件使用6次后,PEI改性膜基本失去促进作用。最后,考察了PEI改性膜固定化酶的固定化条件、催化性能及重复利用性。随着PEI改性膜表面氨基密度的提高,固定化酶催化CO2合成甲酸的反应初速度先增大然后保持不变;在氨基密度为6.07×10-77 mol/cm2时,GA最适浓度为0.1%;37°C下固定化酶催化反应初速度是25°C时的1.76倍,是游离酶体系的4.3倍,是在PEI改性膜存在下的游离酶体系的25.9%;固定化酶在前3次的使用过程中,酶催化反应的初速度逐渐降低,在使用410次后,相对反应速率基本稳定在25%。