开发结合功能位点、尺寸控制和储存能力的有机多孔材料用于靶向气体分子捕获是一项新颖但充满挑战性的尝试。氢键−有机框架(HOFs)作为一类快速发展的新型有机多孔材料，已被开发用于传感、生物医学和光子学等方面。然而，在关键气体分离领域的高性能案例仍然有限，尤其是C3混合物的分离。考虑到工业上用低温蒸馏的方法分离丙烯能耗巨大，因此，有必要开发高效分离丙烯的新型吸附剂。

受离子配位驱动氢键组装的启发，近日，浙江理工大学材料科学与工程学院高俊阔教授及其合作者通过将结构导向剂引入到四(4−羧基苯基)卟啉(TCPP)的氢键网络中，获得了一系列HOF材料（HOF-ZSTU-M，M = 1-3)。这些HOFs具有不同的空间构型，孔结构可实现从离散空腔到连续多维孔道的可控调节。结果表明，HOF-ZSTU-2的珠链型孔道(pearl-chain channel)具有最佳的丙烯存储密度、丙烯/丙烷分离选择性和良好的稳定性，可以在干燥和湿气条件下有效分离丙烯。

由NH₄⁺和TCPP形成的层状氢键网络HOF-ZSTU-2显示出稳固的珠链型孔道。这种独特的分级串联孔道由首尾相连的窄颈和大腔组成。狭窄的颈部提供了匹配气体分子进入的窗口，而空腔不仅用于气体储存，还包含对称分布的NH₄⁺和羧基氧功能位点，用于气体分子的选择性锚定。

气体吸附实验表明，活化的HOF-ZSTU-2a在1 bar下的丙烯堆积密度达到了0.6 kg L^-1，代表最好的丙烯存储材料之一，同时在298 K和1 bar下具有12.2的丙烯/丙烷IAST选择性。

巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟揭示了丙烯在极低的压力下便填充了HOF-ZSTU-2a珠-链孔道的颈部和空腔区域。色散校正密度泛函理论(DFT-D)计算和负载丙烯的单晶结构进一步证明丙烯可以与珠链通道内的功能位点很好地匹配，引起致密堆积。

动态穿透实验表明，HOF-ZSTU-2a能有效地从二元和四元混合物中高效分离丙烯，并且能在湿气条件下保持这种分离能力。此外，HOF-ZSTU-2a可以在反复测试、放大生产、溶解再合成步骤之后保持吸附性能，并且在包括水、酸和碱的苛刻条件下稳定。

综上，通过引入结构导向剂，采用精确的孔调节工程设计了一系列具有独特孔结构的HOFs用于丙烯的存储与分离。这项工作从靶向氢键组装策略的角度为HOFs的合成和功能化开辟了新的途径。