光催化二氧化碳還原反應(yīng)因其綠色環(huán)保、條件溫和以及原料豐富等優(yōu)點(diǎn)，被視為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”的有效手段之一。然而，由于轉(zhuǎn)化率和選擇性的問(wèn)題，這項(xiàng)技術(shù)目前仍停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

為了提高其效率，除了開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)高效的催化劑外，還可以通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)工藝和調(diào)整反應(yīng)條件來(lái)提升光催化二氧化碳的轉(zhuǎn)化效果。 在液相反應(yīng)體系中，由于固體催化劑分散在溶液中并保持持續(xù)攪拌狀態(tài)，因此電荷傳遞和熱傳導(dǎo)效率更高。但是，二氧化碳在水中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)較低，這會(huì)限制傳質(zhì)效率，從而影響光催化二氧化碳還原反應(yīng)的效果。

在堿性條件下，二氧化碳的溶解度相較于中性和酸性條件更高。因此，可以通過(guò)提高溶液的pH值來(lái)增加二氧化碳的溶解度。此外，向水中加入有機(jī)溶劑如乙腈或乙酸乙酯也可以促進(jìn)二氧化碳的溶解。 氣相光催化二氧化碳還原反應(yīng)具有抑制析氫反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樵跓崃W(xué)和動(dòng)力學(xué)上，將水還原為氫氣比二氧化碳還原更容易發(fā)生，所以在液相反應(yīng)中可能會(huì)引發(fā)析氫反應(yīng)，降低二氧化碳的轉(zhuǎn)化率。而在氣相反應(yīng)中，這種問(wèn)題可以得到有效控制。

目前，氣相光催化二氧化碳還原反應(yīng)主要采用兩種方式：一種是將光催化劑涂覆在基材上形成薄膜，具有一定濕度的二氧化碳?xì)怏w流過(guò)薄膜表面；另一種是固定床式氣相反應(yīng)，具有一定濕度的二氧化碳?xì)怏w直接穿過(guò)光催化劑床層。相比于第一種方法，固定床式的傳質(zhì)作用更為充分，有助于進(jìn)一步提高光催化二氧化碳的轉(zhuǎn)化率。