光催化二氧化碳還原反應因其綠色環保、條件溫和以及原料豐富等優點，被視為實現“碳達峰”和“碳中和”的有效手段之一。然而，由于轉化率和選擇性的問題，這項技術目前仍停留在實驗室研究階段。

為了提高其效率，除了開發和設計高效的催化劑外，還可以通過優化反應工藝和調整反應條件來提升光催化二氧化碳的轉化效果。 在液相反應體系中，由于固體催化劑分散在溶液中并保持持續攪拌狀態，因此電荷傳遞和熱傳導效率更高。但是，二氧化碳在水中的溶解度和擴散系數較低，這會限制傳質效率，從而影響光催化二氧化碳還原反應的效果。

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，可以通過提高溶液的pH值來增加二氧化碳的溶解度。此外，向水中加入有機溶劑如乙腈或乙酸乙酯也可以促進二氧化碳的溶解。 氣相光催化二氧化碳還原反應具有抑制析氫反應的優勢。因為在熱力學和動力學上，將水還原為氫氣比二氧化碳還原更容易發生，所以在液相反應中可能會引發析氫反應，降低二氧化碳的轉化率。而在氣相反應中，這種問題可以得到有效控制。

目前，氣相光催化二氧化碳還原反應主要采用兩種方式：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氣體流過薄膜表面；另一種是固定床式氣相反應，具有一定濕度的二氧化碳氣體直接穿過光催化劑床層。相比于第一種方法，固定床式的傳質作用更為充分，有助于進一步提高光催化二氧化碳的轉化率。