CO2作为温室气体的主要来源,如何对其有效减排已成为世界各国急需解决的难题。而光催化还原CO2,既可以实现CO2减排,又可以将CO2转化成为碳氢燃料。但是目前阻碍光催化CO2技术发展的关键瓶颈在于其低转化率。而在光催化还原CO2过程中,反应物质的输运过程对反应速率的大小起到重要影响作用,因此如何强化物质输运对于提升CO2的转化效率有着重要意义。本文利用数值模拟的方法对光催化还原CO2过程中,不同反应器结构的微通道内单相和两相流体的物质输运过程及转化特性进行研究,以探索强化反应物质输运的方法和途径,最终有效提升CO2的转化效率。主要研究内容如下:（1）针对单相流动条件下,倒置凸台微反应器内凸台的不同结构参数变化对光催化转化CO2性能的影响开展了数值模拟研究。发现合理的凸台结构参数能有效强化反应物质向催化反应界面的输运过程,进而提升CO2的转化效率。随着凸台高度的增大,主要产物乙醇的产量随之增大;随着凸台间距的增大,产物产量随之减小;而随着凸台直径的增大,产物产量先增大后减小,凸台直径存在一个最佳值。在本文模拟条件下,当凸台高度为180μm、间距为1000μm、直径为500μm时,产物产量达到最大,为112.72μmol/g-cat·h。（2）由于两相流的存在可以强化微反应器内的物质输运过程,所以针对气液两相弹状流动条件下,底面负载有催化层的矩形截面微通道内反应物质的传递、气液两相流动和催化反应速率之间的耦合关系开展了数值模拟研究。发现反应物质的输运过程是影响CO2转化速率的主导因素。并且当液相入口流量QL固定为50μL/min时,主要产物甲醇的产量随气相入口流量的增大而增大,当气相入口流量QG固定为1 mL/min时,模拟所得产物产量达到最大,为183.62μmol/g-cat·h;当气相入口流量QG固定为1 mL/min时,主要产物甲醇的产量随着液相入口流量的增大先增大后减小,当液相入口流量QL为70μL/min时,模拟所得产物产量达到最大,为250.13μmol/g-cat·h;在相同的气液进口流量下,相比于无扰流柱的微反应器,带有扰流柱的微反应器内光催化转化CO2的效率更高。（3）针对不同入口结构、微通道直径和截面尺寸条件下,微反应器内弹状流下光催化转化CO2性能的影响规律开展了数值模拟研究。发现微通道入口角度不同,主要产物甲醇的产量不同。相同的气液入口流速下,随着气液两相入口之间的夹角从60°增加到180°,产物产量逐渐增大,且当入口角度为180°时,模拟所得产物产量达到最大,为194.72μmol/g-cat·h;而相同的气液入口流速下,随着微通道水力学直径的增大,产物产量逐渐减小,且当长方形微通道的横截面边长分别为0.8 mm×0.3mm,即微通道的水力学直径为0.436mm时,模拟所得产物甲醇的产量达到最大;同样在相同的气液入口流速下,随着入口截面尺寸的增大,产物甲醇的产量也逐渐减小,当微通道入口截面尺寸为0.15mm×0.8 mm时,模拟所得产物甲醇的产量达到最大,为201.32μmol/g-cat·h。