C₂H₄是全球石油化工领域消耗量最大的原材料之一，聚合物级C₂H₄（C₂H₄≥99.95%）的工业纯化的关键是除去其中的杂质气体C₂H₆。以C₂H₆选择性吸附剂为核心的吸附分离纯化技术因其具有低能耗、效率高、材料可重复利用等优点而受到广泛关注。然而，C₂H₆和C₂H₄之间极其相似的分子尺寸对多孔材料的设计与合成提出了极高的要求。

近日，中科院福建物质结构研究所吴明燕研究员团队利用孔表面极性调控策略实现了氢键有机框架材料孔表面从高极性到低极性的转变，从而相对提高了对C₂H₆的选择性吸附性能。利用六羧酸H₆NBDA在溶剂热条件下合成了一例具有二甲胺阳离子的氢键有机框架材料HOF-NBDA(DMA) (DMA=二甲胺阳离子)，其中DMA通过氢键作用填充在孔道内，使结构的孔表面具有高的极性（图1）。通过加热，DMA可以完全脱除，HOF-NBDA(DMA)中羧酸氢键发生重排，并原位转变为具有电中性骨架的HOF-NBDA，同时其孔表面极性显著降低，展现出对C₂H₆更高的选择性吸附性能。HOF-NBDA对C₂H₄/C₂H₆混合物的一步分离性能显著提高，突破分离实验表明其可以直接一步分离出高纯C₂H₄（纯度≥99.95%），单次分离过程的C₂H₄产量达到29.2 L/kg，远高于HOF-NBDA(DMA)的5.4 L/kg。此外，原位突破实验表明，随着热活化进行HOF-NBDA(DMA)的结构彻底转变为HOF-NBDA，实现了孔道表面极性的原位调控，显著提高了C₂H₄/C₂H₆一步分离性能（图2）。

这项工作为合理设计具有C₂H₆选择性吸附性能、可以实现C₂H₄/C₂H₆一步高效分离的氢键有机框架材料提供了重要思路。