本发明涉及碳酸酐酶在用于催化二氧化碳开关型表面活性剂转换中的应用，属于催化剂领域。
背景技术：
二氧化碳开关型表面活性剂是一种新型的以co2/n2、ar等惰性气体或空气为“开关”的表面活性剂，可通过co2使脒基、胍基以及胺基发生质子化（生成相应的碳酸氢盐），转变为具有活性的阳离子表面活性剂形式；再通入n2、ar、he等惰性气体或空气（去除co2）并加热，发生去质子化（碳酸氢盐分解），恢复为起始的不具有活性的形式。这类表面活性剂在常温下操作性强，对环境修复和工业生产具有极其重要的意义，是当今表面活性剂的研究热点之一。
二氧化碳开关型表面活性剂循环使用，可以节省70%的成本，但受困于转化速率慢，未得到大规模的应用，如何快速的进行切换，成为限制其在工业领域的重点研究课题。
碳酸酐酶（ca）是一类活性中心含有锌离子的金属酶，可通过生物提取、人工合成、基因重组得到。碳酸酐酶普遍应用于整个原核和真核领域，是一个功能强大的生物催化剂。目前，尚无利用碳酸酐酶催化二氧化碳开关型表面活性剂转换的报道。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供碳酸酐酶在用于催化二氧化碳开关型表面活性剂转换中的应用，包括以下步骤：（1）在20-60℃下，向盛有二氧化碳开关型表面活性剂和水的反应器内加入碳酸酐酶，碳酸酐酶与水的比例为15-75mg/l，以10-450rpm的速率搅拌；（2）向步骤（1）制得的体系中通入0.01-3mpa的co2，检测体系电导率，待到体系电导率不发生变化，此时表面活性剂转换为具有活性的阳离子表面活性剂形式；然后在50-100℃下，优选在60-75℃下，通入n2、ar、he等惰性气体或空气，检测体系电导率，待到体系电导率不发生变化，表面活性剂恢复原始不具有活性的形式。
二氧化碳开关型表面活性剂包括：
本发明的优点是：
（1）本发明催化过程操作简单，催化效率高，且可循环使用，具有良好的前景；
（2）二氧化碳开关型表面活性剂转换速率加快，时间缩短，可更好的应用于化学工业中去，降低能耗，节约能源，保护环境；
（3）本发明提供了碳酸酐酶的一种新应用，扩大了碳酸酐酶的用途。
具体实施方式
以下实施例中所用碳酸酐酶购自sigma公司。
实施例1
在23℃下，将n'-十六烷基-n,n-二甲基乙基脒（制备方法参考文献《n'-烷基-n,n-二甲基乙脒基碳酸氢盐的制备及其表征》）和10ml水置于反应器中，添加碳酸酐酶0.375mg，以10rpm的速率搅拌；以15ml/min的速率向体系中通入0.01mpa的co2，电导率急剧上升，待到电导率不发生变化时记录时间t1，此时表面活性剂转换为具有活性的阳离子表面活性剂形式；而后升温至65℃通入n2，电导率急剧下降，待到电导率不发生变化时，记录时间t2，此时表面活性剂恢复原始不具有活性的形式。
设置一组对照组，不加入碳酸酐酶，其它实验条件相同，结果如表1所示。
表1
由表1可知，添加了碳酸酐酶的实验组的转换时间（t1）和恢复时间（t2）均大大缩短，表明碳酸酐酶在n'-十六烷基-n,n-二甲基乙基脒转化过程中具有催化作用。
实施例2
在30℃下，将n-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-n,n-二甲基叔胺（制备方法参考文献《n-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-n,n-二甲基叔胺co2开关响应性能研究》）和10ml水置于反应器中，添加碳酸酐酶0.15mg，以50rpm的速率搅拌；以15ml/min的速率向体系中通入0.05mpa的co2，电导率急剧上升，待到不发生变化时记录时间t1，此时表面活性剂转换为具有活性的阳离子表面活性剂形式；而后升温至50℃通入ar，电导率急剧下降，待到电导率不发生变化时，记录时间t2，此时表面活性剂恢复原始不具有活性的形式。
设置一组对照组，不加入碳酸酐酶，其它实验条件相同，结果如表2所示。
表2
由表2可知，添加了碳酸酐酶的实验组的转换时间（t1）和恢复时间（t2）均大大缩短，表明碳酸酐酶在n-十二烷基聚氧乙烯醚(3)基-n,n-二甲基叔胺转化过程中具有催化作用。
实施例3
在37℃下，将n'-十二烷基-n,n-二甲基乙基脒（制备方法参考文献《n'-烷基-n,n-二甲基乙脒基碳酸氢盐的制备及其表征》）和10ml水置于反应器中，添加碳酸酐酶0.45mg，以100rpm的速率搅拌；以15ml/min的速率向体系中通入0.1mpa的co2，电导率急剧上升，待到不发生变化时记录时间t1，此时表面活性剂转换为具有活性的阳离子表面活性剂形式；而后升温至68℃通入he，电导率急剧下降，待到电导率不发生变化时，记录时间t2，此时表面活性剂恢复原始不具有活性的形式。
设置一组对照组，不加入碳酸酐酶，其它实验条件相同，结果如表3所示。
表3
由表3可知，添加了碳酸酐酶的实验组的转换时间（t1）和恢复时间（t2）均大大缩短，表明碳酸酐酶在n'-烷基-n,n-二甲基乙脒转化过程中具有催化作用。
实施例4
在43℃下，将氨基磺酸胍（市购）和10ml水置于反应器中，添加碳酸酐酶0.65mg，以300rpm的速率搅拌；以15ml/min的速率向体系中通入1mpa的co2，电导率急剧上升，待到不发生变化时记录时间t1，此时表面活性剂转换为具有活性的阳离子表面活性剂形式；而后升温至75℃通入he，电导率急剧下降，待到电导率不发生变化时，记录时间t2，此时表面活性剂恢复原始不具有活性的形式。
设置一组对照组，不加入碳酸酐酶，其它实验条件相同，结果如表4所示。
表4
由表4可知，添加了碳酸酐酶的实验组的转换时间（t1）和恢复时间（t2）均大大缩短，表明碳酸酐酶在氨基磺酸胍转化过程中具有催化作用。
实施例5
在55℃下，将n,n'-双十二烷基乙基脒（制备方法参考文献《n,n'-双十二烷基乙脒基碳酸氢盐的合成及性能研究》）和10ml水置于反应器中，添加碳酸酐酶0.75mg，以450rpm的速率搅拌；以15ml/min的速率向体系中通入3mpa的co2，电导率急剧上升，待到不发生变化时记录时间t1，此时表面活性剂转换为具有活性的阳离子表面活性剂形式；而后升温至90℃通入空气，电导率急剧下降，待到电导率不发生变化时，记录时间t2，此时表面活性剂恢复原始不具有活性的形式。
设置一组对照组，不加入碳酸酐酶，其它实验条件相同，结果如表5所示。
表5
由表5可知，添加了碳酸酐酶的实验组的转换时间（t1）和恢复时间（t2）均大大缩短，表明碳酸酐酶在n,n'-双十二烷基乙基脒转化过程中具有催化作用。