特高纯烯烃是高端聚烯烃、半导体制造等技术领域的重要原料，其纯度要求为99.995 %（4N5）~ 99.9995 %（5N5）。通过吸附分离技术实现对烯烃中低浓度烷烃（乙烷、丙烷）杂质的深度分离，有望显著降低目前高纯烯烃提纯过程的分离能耗。然而，基于传统热力学活性位点构筑、动力学扩散孔道调节或尺寸筛分等策略，要实现乙烯（C₂H₄）中低浓度乙烷（C₂H₆）杂质的优先识别并深度分离面临巨大挑战。

近日，太原理工大学李立博教授课题组报道了一例具有乙烷触发“开门”效应的柔性-刚性（flexible-robust）金属有机骨架TYUT-17材料Zn(ad)(min)，其结构中的3-甲基异烟酸配体能够受到客体分子刺激时，发生特异性旋转，并基于对C₂H₆分子高度匹配的孔道截面和多重超分子相互作用（图1），实现室温条件下C₂H₆吸附容量（2.8 mmol/g，0.1 bar）、C₂H₆/C₂H₄吸附比（3.34，0.1 bar）和分离产率（C₂H₄ > 99.99 %，77.4 L/kg）的新突破。

利用柔性MOF的“开门”效应，提升对烷烃的识别选择性是可行的思路，然而从吸附剂设计的角度，要实现对更大体积、更加惰性的乙烷分子优先吸附，是十分挑战的任务。目前仅有两例工作报道了对乙烷的柔性优先吸附：2009年Gücüyener课题组报道的ZIF-7和2024年Zaworotko教授团队报道的X-dia-1-Ni，然而这两种材料都存在低压区无吸附量的关键问题，导致用于无法C₂H₄中低浓度乙烷C₂H₆杂质的深度分离。那么，是否能够通过对烷烃分子截面的匹配与多重超分子作用的协同机制，构筑柔性-刚性MOF材料来解决这一难题呢？

本工作中，我们通过精巧的结构设计，构筑了具有烷烃分子识别“分子门”效应的TYUT-17材料，其结构中的3-甲基异烟酸基团能够在C₂H₆吸附时发生旋转，同时结构中的刚性孔笼能够在低压区为乙烷分子提供一定的吸附空间，从而实现了对C₂H₆的柔性-刚性吸附机制。

在298 K到333 K的操作条件下，TYUT-17材料均能体现出对C₂H₆分子的优先吸附，显示出目前最优的低压区吸附容量与选择性（图2）。动态分离实验证明了TYUT-17对不同浓度C₂H₆/C₂H₄混合物优异的分离性能，在298 K，1 bar下从可从不同浓度C₂H₆/C₂H₄（v/v，10/90和v/v，50/50）混合物中分离得到77.4 L/kg和35.2 L/kg的高纯度C₂H₄（>99.99%）（图3）。更重要的是，基于对于乙烷分子的高选择性吸附作用，TYUT-17材料能够实现常温常压下一步分离得到超高纯乙烯（>99.995%），分离产率达39.2 L/kg，为特高纯C₂H₄的分离纯化提供了一条新的技术路径。