光催化CO2还原中反应相态对转化率的影响

一般情况下，光催化CO2还原反应主要在气相或液相中进行[1]。

气相反应体系是光催化剂被固定在基底支架上，CO2和水蒸气的混合气直接与光催化剂进行反应，如图1所示[2]。

图1. 气相和液相光催化CO2还原反应模型对比[2].

在25℃，101.325 kPa反应条件下，CO2在H2O中的溶解度小于0.033 mol·L-1，减弱了CO2分子从气相向光催化剂表面的扩散作用[6]。

为了解决上述问题，研究人员提出了在气相中进行光催化CO2还原反应。相比于液相反应，气相反应不受牺牲剂、光敏剂、溶剂等因素的影响，是一种比较简单的反应系统。

气相光催化CO2还原反应的另一优势在于可有效抑制析氢反应[2, 11]。由于将H2O还原为H2在热力学和动力学方面上更有利，在液相反应中进行的光催化CO2还原反应有可能会诱发析氢反应，降低CO2的转化率[1, 6]。而气相反应中的光催化CO2还原反应可以有效解决这一问题。

为满足气相光催化CO2还原反应需求，泊菲莱科技有限公司推出了在线测温气固相光催化反应器，该反应器主要适配于我司Labsolar-6A全玻璃自动在线微量气体分析系统（以下简称Labsolar-6A系统），如图3所示。

除了光催化CO2还原反应之外，在线测温气固相光催化反应器还适用于光热催化CO2还原反应。反应器设有专用的原位红外测温口，非接触式实时测量催化剂表面温度并记录，同时配有恒温夹套，最大程度降低热耗散，如图4所示。

图4. Labsolar-6A系统搭载在线气固相光催化反应器现场实物图.

反应器材质：反应器为高硼硅玻璃，光窗为石英玻璃；

反应器容积：总容积（带悬臂）：118 mL；柱形部分容积：96 mL；
温度测量范围：0~600℃；
<span microsoft="" yahei"; style="box-sizing: border-box; color: rgb(0, 0, 0);">图5.在线测温气固相光催化反应器及其配附件.