从二氧化碳（CO₂）中吸附分离乙炔（C₂H₂）有望成为生产工业应用需求的高纯度C₂H₂的实用方法。然而，由于其相似的分子大小和物理性质，在多孔材料的孔隙环境工程中识别这两个分子存在挑战。近日，中国石油大学（华东）孙道峰，德州农工大学周宏才等合作，报道了一种通过调整金属成分，功能化连接基和末端配体来优化多元金属有机框架（MOFs）的孔环境以实现高效的C₂H₂/CO₂分离的策略。

本文要点：

1）作者采用多元金属有机框架（MTV-MOF）UPC-200为母体结构，通过同时修饰连接基上的官能团和无机二级结构单元（SBUs）上的末端配体，成功获得了25种孔径和环境可变的不同MOFs；并且，通过选择SBUs中的金属阳离子可以增强MTV-MOFs的稳定性。

2）实验发现，由Al³⁺团簇，氟官能化的有机连接基和苯并咪唑末端配体构成的优化材料UPC-200（Al）-F-BIM具有最高的分离效率（C₂H₂/CO₂吸收比为2.6）和在UPC-200体系中最高的C₂H₂生产率。

3）进一步实验和计算研究揭示小孔径和极性官能团对C₂H₂/CO₂选择性的贡献，并表明了UPC-200（Al）-F-BIM用于C₂H₂/CO₂分离实际应用的可能。

该工作报道的双重修饰策略可以应用于具有相似SBUs的其它MOFs，从而为特定应用提供了一种定制孔环境的通用方法。

Weidong Fan, et al. Optimizing Multivariate Metal-Organic Frameworks for Efficient C₂H_2/CO₂ Separation. J. Am. Chem. Soc. 2020,

DOI: 10.1021/jacs.0c00805

https://doi.org/10.1021/jacs.0c00805