本发明公开了一种定向固定的酶膜反应器及其制备方法与应用，所述定向固定的酶膜反应器基于渗透汽化膜组件，所述渗透汽化膜组件包括复合有微孔滤膜的渗透汽化膜，所述微孔滤膜上按照CO2催化为甲醇的级联反应顺序依次固定有三种多酶/MOF复合物，所述多酶/MOF复合物中的三多酶分别由甲酸脱氢酶、甲醛脱氢酶和乙醇脱氢酶与谷氨酸脱氢酶和还原型辅酶Ⅰ组成；三种多酶均包埋于MOF内；本发明中的酶膜反应器将酶促反应的高效率与膜的选择透过性有机结合, 强化CO2转化形成甲醇的反应过程的速率，使得反应速率加快；且条件温和、易于连续化。