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随着全球工业的发展,能源危机和环境污染已经成为了人类共同面对的两大问题。其中不断消耗的化石能源产生大量的CO2,并引起了温室效应。在最近几年的研究中,针对能源危机和温室效应,人们模仿植物的光合作用,制备出了能够利用太阳光还原CO2生成有机物的光催化剂。但当前的光催化剂仍然有很大的提升空间方能满足应用需求,更加高效和模拟实际的表征催化剂也顺理成章成为促进未来新型光催化剂研发的一个关键步骤。本论文聚焦连续在线光催化微反应器的设计和优化,目的是为未来CO2的“光合作用”能源利用提供更好的技术支撑,从而促进光催化还原CO2的研究进展。本文首先通过金属精密机械刻蚀在304不锈钢板上制得了微反应器的基底。在此基础上把微反应器和光催化技术结合在一起,制备出能够实现光催化的光催化微反应器。然后对该光催化微反应器进行催化条件的优化,使光催化微反应器能够达到最佳使用条件。最后验证该光催化微反应器在还原CO2中的可行性。详细的研究内容如下:1、微反应器的设计与制备。采用精密机械刻蚀在304不锈钢上制得了微反应器的基底,其中基底表面以1mm宽、0.7mm深的蛇形微通道为主要特征结构。微通道的总长度为6.8m,总体积为4.7ml。微反应器的基底表面盖上石英玻璃片,采用氟橡胶耐高温垫圈进行密封。2、反应器入口采取三通方式分两路提供CO2和水蒸汽,出口管道连接用来检测气体成分的质谱仪。微反应器通过加热台实现温度控制,以上部的氙灯作为光催化光源。3、光催化微反应器的条件优化。本论文主要采用光催化微反应器在有水蒸汽的条件下还原CO2,该催化反应主要涉及到四个催化条件,分别是光催化剂在微反应器上的负载量、加热台提供的反应温度、CO2的流速和水蒸汽的含量。通过采用单一变量的方法对以上四个条件的优化,我们得到在以下结果时光催化微反应器的使用不仅安全而且催化效果又好,即催化剂负载量为0.3g、加热台温度为250℃、CO2流速为0.03ml/min和提供水蒸汽的水浴锅温度在37℃。4、光催化微反应器的应用。本论文以LaMnxCoyNi1-x-yO3系列钙钛矿催化剂作为光催化微反应器的实验材料。通过与先前运用封闭式光催化反应器测试的催化效果作对比,验证了光催化微反应器的可行性,而且发现光催化微反应器的催化效率要高于封闭式光催化反应器,尤其是针对某些多碳烷烃的检测具有更好的表现。本论文成功制备了微反应器,然后微反应器与光催化技术相结合,衍生出来了光催化微反应器。然后对影响光催化微反应器因素的优化,找到了适合光催化微反应器的催化条件。最后通过光催化微反应器在光催化方面的应用,验证了本发明光催化微反应器的可行性,而且催化效果要高于传统封闭式微反应器。