通過光催化方式將CO2轉(zhuǎn)化為有價值的化學(xué)品組合運用，是緩解變暖和能源供應(yīng)問題的有效策略之一，效仿太陽光合作用迎難而上，人工光合過程要實現(xiàn)CO2的高效轉(zhuǎn)化積極，關(guān)鍵在于光催化劑的設(shè)計和反應(yīng)體系的構(gòu)筑。研究者們在光催化劑設(shè)計和制備方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗堅持先行，也取得了很多重要的成果產業，但對于反應(yīng)體系中CO2轉(zhuǎn)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(yīng)情況較常見，在非均相反應(yīng)中[1]狀況，將光催化劑粉末分散在反應(yīng)溶液中，并將高純度CO2氣體引入反應(yīng)體系以生成飽和CO2溶液機製。這種反應(yīng)體系雖能實現(xiàn)反應(yīng)體系的宏觀流轉(zhuǎn)全過程，但仍存在以下問題[ 2]：
（1）反應(yīng)體系通常比較復(fù)雜，包含光催化劑探討、溶劑不負眾望、光敏劑（例如釕或鈷配合物等）、助催化劑和酸性或堿性犧牲劑等成分調解製度，所有含碳物質(zhì)都可能參與化學(xué)反應(yīng)精準調控，使產(chǎn)物檢測時可能無法明確真實原料轉(zhuǎn)化率功能；
（2）CO2在溶液中有限的溶解度或弱的CO2吸附能力可能導(dǎo)致較低的光催化活性；
（3）分離產(chǎn)物時解決，很難從混合體系中分離出低產(chǎn)率的液體產(chǎn)物預期，為檢測產(chǎn)物帶來較大難度。
與固-液體系相比幅度，氣-固體系在光催化CO2還原反應(yīng)方面更有前景結構，即CO2的還原過程直接發(fā)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(yīng)進程貢獻。
目前多相催化體系研究仍聚焦在材料改性和新材料研發(fā)上規模最大，產(chǎn)物主要是CH4和CO等小分子氣體，由于現(xiàn)階段市面上很少有光催化氣-固非均相反應(yīng)裝置統籌，使氣-固非均相體系下光催化CO2還原反應(yīng)研究探索仍處于起步階段最深厚的底氣。受反應(yīng)裝置等反應(yīng)條件的限制，反應(yīng)活性遠不能滿足實際應(yīng)用的需求單產提升，能夠產(chǎn)生CH3OH傳遞、C2H6、CH3CHO勞動精神、C2H5OH以及HCOOH等高附加值化工產(chǎn)品產(chǎn)物的反應(yīng)體系更是鮮少有報導(dǎo)開展攻關合作。
泊菲萊科技提出一種氣體擴散層結(jié)構(gòu)的解決思路，并研發(fā)出PLC-GDHC I氣體擴散多相連續(xù)催化反應(yīng)平臺保供，可實現(xiàn)原料氣氛濃度時間和空間的分布管理自行開發，可改善光催化CO2轉(zhuǎn)化到C2+產(chǎn)物的選擇性和轉(zhuǎn)化率。
PLC-GDHC I氣體擴散多相連續(xù)催化反應(yīng)平臺分為四大模塊責任，分別為氣體擴散反應(yīng)器應用情況、氣體擴散循環(huán)器、一體式電動升降光源和模塊化功能臺組建。
PLC-GDHC I氣體擴散多相連續(xù)催化反應(yīng)平臺模塊和氣體擴散反應(yīng)器氣體循環(huán)示意圖
模塊特點：
1. 氣體擴散反應(yīng)器內(nèi)含可搭載光催化劑的多孔疏水氣體擴散層表現，可對原料氣氛進行擾流，使原料氣氛在與光催化劑接觸前氣流更加分散深刻變革，進而實現(xiàn)氣-固非均相界面的充分接觸結論，同時，具有疏水特性的多孔氣體擴散層可以有效解決液態(tài)水遮蔽光催化劑活性位點質生產力、避免析氫反應(yīng)發(fā)生等問題適應性強，進而有效提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。
2. 氣體擴散循環(huán)器為原料氣氛提供循環(huán)動力先進的解決方案，可將攜帶水汽的原料氣氛送達至搭載光催化劑的多孔疏水氣體擴散層參與氣-固非均相反應(yīng)拓展，同時，氣體擴散循環(huán)器提供的外源動力也可將反應(yīng)產(chǎn)物及時從光催化劑界面脫附宣講活動，使反應(yīng)活性位點重新暴露不斷進步。氣體擴散循環(huán)器亦可將未能及時參與反應(yīng)的原料氣氛工藝技術，再次送達至搭載光催化劑的多孔疏水氣體擴散層，再次參與氣-固非均相反應(yīng)規模，如此往復(fù)循環(huán)近年來，使原料氣氛更充分參與反應(yīng)，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率發展目標奮鬥，充分考慮微觀尺度下原料氣氛在反應(yīng)界面吸附-擴散-傳遞的有效性技術先進。
同一濃度標(biāo)氣循環(huán)10 min后研學體驗，連續(xù)四次進樣峰面積重復(fù)性
3. 一體式電動升降光源為機身標(biāo)配內(nèi)置白光大功率LED光源建設項目，光譜范圍400~800 nm最為突出，光源波段可更換、可調(diào)節(jié)相結合、可定制高效化。內(nèi)置在機身內(nèi)部可有效減少實驗室占地空間，無需反復(fù)搬運且過多線路外露為產業發展，電動升降設(shè)計可精細調(diào)節(jié)光源輻照距離範圍和領域。
大功率LED光源光譜圖
4. 模塊化功能臺具有可拓展性，可選配加熱模塊各項要求、底照式光電模塊和溫度控制傳感模塊更高要求，搭配不同規(guī)格氣體擴散反應(yīng)器以拓展不同的反應(yīng)體系類型。
產(chǎn)品優(yōu)勢：
應(yīng)用反應(yīng)類型：
光催化反應(yīng)：氣-固相CO2還原新技術、合成氨共同學習、固氮、甲醛氧化深入、降解氣體污染物（如VOCs效高、甲醛、NOx和SOx等）
規(guī)格參數(shù)
1.M. Cokoja, C. Bruckmeier, B. Rieger, W.A. Herrmann, F.E. Kühn, Transformation of carbon dioxide with homogeneous transition-metal catalysts: a molecular solution to a global challenge?, Angew Chem. Int. Ed., 2011, 50 8510-8537.
2. Hai-Ning Wang, Yan-Hong Zou, Hong-Xu Sun, Yifa Chen , Shun-Li Lia, Ya-Qian Lan, Recent progress and perspectives in heterogeneous photocatalytic CO2 reduction through a solid-gas mode, Coordination Chemistry Reviews, 2021,438, 213906.
