清洁燃料生物乙醇的推广使用可有效缓解能源危机和环境危机，而生物乙醇的生产关键在于从发酵液（~12%乙醇）中脱水并富集乙醇，以此获得燃料级纯度（99.5%）的乙醇。但是，蒸馏只能获得乙醇含量为95.6%的恒沸物。

吸附是一种潜在的高效分离方式，PCP/MOF等新型多孔材料已在众多分离体系中表现出应用潜力，但依然还存在很多问题。例如，吸附量与选择性之间的矛盾还难以解决，绝大多数PCP/MOF的水稳定性偏低。

中山大学陈小明院士和张杰鹏教授团队在PCP/MOF领域开展了系统研究。他们开拓了高稳定性的金属多氮唑框架（metal azolate framework, MAF）体系，但大多是疏水的（Chem. Rev. 2012, 112 1001; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 7217）。他们还提出了“亲水孔道捕获疏水分子”（Nat Commun. 2015, 6, 8697）、“控制客体分子构型调控吸附选择性”（Science 2017, 356 1193）、“中间尺寸分子筛”（Nat. Mater. 2019 18 994）等多种新的吸附分离机制。尤其是，他们提出了动力学控制柔性和门控吸附的概念，改变了对动力学分离和分子筛分离的认知。他们还系统研究总结了各种结构柔性对分离性能的影响，并指出了相关研究的核心问题（Acc. Chem. Res. 2022, 55, 2966）。例如，常见的开孔行为（Gate opening，称为Pore opening更合适）在混合物分离中怎样才能避免共吸附和泄露。

近日，中山大学陈小明/张杰鹏/周东东团队进一步拓展了门控吸附行为的定义，提出了客体主导的门控吸附概念（传统门控概念只考虑主体柔性）。他们将亲水的羟基引入多氮唑类配体中，再与醋酸镉和醋酸锌分别构筑了两例多孔MAF材料（MAF-45和MAF-46），可用于模拟发酵液（10%乙醇）和恒沸混合物（95%乙醇）的水/乙醇分离，直接获得燃料级乙醇。

MAF-45具有典型大孔小窗“刚性”结构，在吸附分离过程中利用“门控”效应可以获得高达127的水/乙醇选择性，不过因为其孔容较小，对模拟发酵液和恒沸物的单次吸附过程中，燃料级乙醇产量分别只有0.28和18.2 mmol g^-1。

MAF-46具有显著的客体依赖开孔效应，其孔结构随着客体的不断脱除由孔洞率较大的双孔窗一维孔道逐渐变为孔洞率极小的零维小孔腔（2→2i→2a）。得益于水吸附诱导的开孔效应，模拟发酵液/恒沸物经过MAF-46一次吸附可获得燃料级乙醇的量高达0.42/28.7 mmol g^-1。更有趣的是选择性高达228，说明伴随着开孔行为的共吸附极少或可忽略。分子动力学模拟表明，水和乙醇均可以在大孔相中自由扩散，但优先吸附的水占据孔窗位置，可充当“门板”对后续进入的水/乙醇客体产生门控效应，体现了客体主导的门控吸附行为。

客体主导的门控吸附行为可以解释很多不合常理的吸附分离行为，也为解决吸附量和选择性之间的矛盾提供了一个解决方案。