将大气中的CO₂转化为化学产品成为缓解全球变暖现象的有效途径,生物酶催化CO₂转化具有高效、高选择性和反应条件温和等特点。但游离酶存在不稳定、难回收等缺点,限制了其使用。为提高酶分子的重复使用性和稳定性,我们选用环保的植物油基水性聚氨酯作为固定化酶材料。3D生物打印技术应用在固定化酶领域具有快速、高精度及生物活性等优势。本研究采用3D生物打印技术以安全高效的生物酶（碳酸酐酶、甲酸脱氢酶等）分子作为催化剂,制备含酶植物油基水性聚氨酯涂层用于催化CO₂的转化,主要内容总结如下:1.制备出了均一稳定的蓖麻油基阴离子水性聚氨酯分散液,采用3D生物打印技术得到含碳酸酐酶水性聚氨酯涂层。利用聚氨酯上阴离子基团对碳酸酐酶的静电吸引来固定碳酸酐酶。3D生物打印技术制备的含酶涂层与传统涂覆法相比更薄更均匀,涂层表面更平滑,涂层的酶活回收率是传统涂覆法的5倍。2.根据水性聚氨酯的分子结构特点和涂层成膜特性,设计了另一种固定酶分子的方法—紫外固化法。丙烯酰氯双键修饰的碳酸酐酶分子与含丙烯基的紫外固化水性聚氨酯分散液混合,在引发剂存在下,紫外照射触发固化成膜。研究发现碳酸酐酶以共价结合的形式被固定到涂层中,对涂层起到交联剂的作用,涂层的稳定性和重复使用性均显著提高,涂层经10次重复使用后保持了91%的催化活性。3.在紫外固化聚氨酯涂层固定单酶的基础上,考虑到多酶（CA、FDH）共固定化的优势,将碳酸酐酶、甲酸脱氢酶经双键修饰,通过与聚氨酯分子链的共价交联实现了多酶在聚氨酯涂层中的共固定。将含多酶涂层应用到催化CO₂转化为甲酸的反应中,反应10h所得的甲酸收率是固定化单酶（FDH）的1.5倍。