1,3-丁二烯是制造合成橡胶和弹性体的关键单体，通常从C4低碳烃混合物中获得。C4混合物通常由1,3-丁二烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯和丁烷组成。目前获得聚合级1,3-丁二烯需要经过含有乙腈萃取、闪蒸、吸收等步骤的复杂分离过程。基于多孔材料的物理吸附具有操作简单和能耗低的优势，有望实现丁二烯的低能耗纯化。

然而，从复杂的7组分C4混合物中通过吸附分离制备聚合级的1,3-丁二烯面临以下两个挑战：（1）缺乏针对结构相似物（1,3-丁二烯和反式-2-丁烯）的高选择性吸附功能位点;（2）缺乏针对C4多组分混合物的高效吸附分离机制的研究。

近日，浙江大学杨立峰研究员团队设计制备了一种磺酸功能化金属有机框架材料ZU-609（ZU-浙江大学），通过热力学平衡和分子尺寸筛分的协同策略实现了7组分C4混合物中丁二烯的一步纯化。

模拟计算表明磺酸阴离子可以作为C4烯烃识别的选择性功能位点实现1,3-丁二烯和反式-2-丁烯、1-丁烯的高选择性热力学分离，其中1,3-丁二烯/反式-2-丁烯的亨利系数选择性达4.4。另一方面，磺酸功能化金属有机框架ZU-609具有合适的孔径尺寸，可排阻分子尺寸较大的顺式-2-丁烯、异丁烯、正丁烷和异丁烷分子。

在常温条件下的多组分固定床穿透实验中，ZU-609材料实现了7组分C4混合物的高效分离，通过常温下的氮气吹扫即可解吸获得聚合级纯度的1,3-丁二烯，并实现吸附剂的完全再生。本研究突出了协同分离机制在处理复杂混合物方面的优势，也为其他挑战性分离过程的多孔材料的设计提供了借鉴。