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微反应器由于其在过程强化中独特的优势，迅速成为科研院校和企业界共同的研究热点。相对于传统的常规反应器，微反应器能够给反应体系带来高速的物料混合、高效传热移热、停留时间分布集中，结果重复性好等特点。同时微反应器具有系统响应迅速、几乎没有放大效应以及高的安全性能等优势，在工业中，尤其是高放热的反应体系中具有极大的应用潜力。目前，将微反应器与催化剂的结合主要有两种方式，一种是采用直接填充颗粒式催化剂，类似于传统固定床的装填形式，另外一种是配制成浆液涂覆于微通道之上。这两种方法应用于微反应器当中时，由于其各自的缺陷，限制了微反应器的高效移热的性能特点，使得催化剂和微反应器的结合出现“1+1＜2”的效果。目前急需研发一种新的催化剂与微反应器结合的方法，使微反应器的优势充分发挥。 近来，二氧化碳加氢制备甲醇被视为一个有效的利用二氧化碳的途径，实现了二氧化碳的资源化并减少了温室气体二氧化碳的排放。而二氧化碳加氢合成的产物甲醇既可以作为一种绿色的替代燃料满足供能需求，同时又是多种高附加值产品的重要工业原料，其在化学工业中体系中扮演的角色将越来越重要。针对二氧化碳加氢制备甲醇的反应体系，其反应过程为放热反应，从主要反应体系中不难看出，高效移热将有利于抑制副产物一氧化碳的生成，有效的提高甲醇的选择性。因此，本论文针对二氧化碳加氢反应体系，展开微反应器及相应的配套催化剂的研究工作。 为了设计出高效的微反应器并研究出新型的配套二氧化碳加氢制备甲醇催化剂，本论文主要从以下两个方面着手进行了研究。首先，通过计算流体力学模拟(CFD)，采用Pro/E，ICEM，Fluent等软件，优化设计出一种拥有高效传热传质能力的微反应器模型，能够使原料气体均匀分布于微反应器的多个微通道中，提高了原料与催化剂的利用率以及反应器的效率。综合耐热和耐压因素设计，考虑了二氧化碳加氢体系的反应压力和温度，在模拟优化设计的模型基础上，制作了微反应器并进行了反应测试评价。在另一方面，通过文献调研与分析比较，以二氧化碳加氢制备甲醇体系的铜基催化剂为主体，选用具有高效传热能力与三维多孔结构的泡沫铝金属作为基底材料，制备出整体式催化剂，并与微反应器结合。消除了目前在传统固定床微反应器当中催化剂基底削弱传热能力的缺点，使得催化剂与反应器耦合，达到“1+1=2”甚至“1+1＞2”的效果。通过微反应器平台的实验测试，并与文献中已有的铜基催化剂反应结果进行了比较，在相同条件下整体式催化剂展现出一定的优势。随后，在多个不同的温度、压力、以及空速条件下对整体式催化剂进行了性能评估，以期获得最佳的反应条件。在3MPa，250℃，20000mL·gcat-1·h-1条件下，获得了7.81g·gCu-1·h-1的高甲醇收率，大大优于其他文献报道的数值，为二氧化碳加氢体系在微通道反应器的应用乃至其他高放热反应体系在微反应器的应用做了积极的探索和技术准备。