PLC-GDHC I氣體擴散多相連續催化反應平臺

通過光催化方式將CO₂轉化為有價值的化學品，是緩解全球變暖和能源供應問題的有效策略之一，效仿太陽光合作用，人工光合過程要實現CO₂的高效轉化，關鍵在于光催化劑的設計和反應體系的構筑。研究者們在光催化劑設計和制備方面已經積累了豐富的經驗，也取得了很多重要的成果，但對于反應體系中CO₂轉化過程的了解還有待進一步深入研究。

對于光催化CO₂還原反應，在非均相反應^[1]中 ，將光催化劑粉末分散在反應溶液中，并將高純度CO₂氣體引入反應體系以生成飽和CO₂溶液。這種反應體系雖能實現反應體系的宏觀流轉，但仍存在以下問題^[2] ：

與固-液體系相比，氣-固體系在光催化CO₂還原反應方面更有前景，即CO₂的還原過程直接發生在氣-固界面上，CO₂和H₂O蒸氣的混合氣體直接與光催化劑接觸并參與整體反應進程。

目前多相催化體系研究仍聚焦在材料改性和新材料研發上，產物主要是CH₄和CO等小分子氣體，由于現階段市面上很少有光催化氣-固非均相反應裝置，使氣-固非均相體系下光催化CO₂還原反應研究探索仍處于起步階段。受反應裝置等反應條件的限制，反應活性遠不能滿足實際應用的需求，能夠產生CH₃OH、C₂H₆、CH₃CHO、C₂H₅OH以及HCOOH等高附加值化工產品產物的反應體系更是鮮少有報導。