工业C₂H₄/C₂H₆分离在低温和高压下进行，是一个高能耗过程。理论上，吸附分离可以更加节能，而分子筛效应被认为是理想的分离机理。不过，分子筛孔径较小，通常与客体（包括水）存在强吸附作用，在常压或更低压力下就可以达到吸附饱和，这限制了其在工业常见的高压环境中的应用。此外，大多数分子筛（如沸石）都具有高亲水性，因此气体混合物需要高耗能的预干燥处理。

近日，中山大学廖培钦/张杰鹏/陈小明团队利用一例具有高疏水性和框架柔性的MOF材料实现了适合高压条件的C₂H₄/C₂H₆分子筛分离，而且能够在高湿环境下工作。

该研究团队早期报道了一例由一价铜离子和疏水三氮唑配体构成的、具有典型客体诱导开孔/扩孔柔性的MOF材料MAF-42（Nat Commun. 2015, 6, 6350）。作者通过晶体结构分析和计算机模拟发现，当材料处于小孔相时，孔窗尺寸能有效区分C₂H₄/C₂H₆（图1）。单组份等温线表明（图2），MAF-42对C₂H₄/C₂H₆也表现出客体诱导的扩孔/开孔柔性，但在298 K时结构转变的压力阈值高达16.6/7.7 bar，而且在结构转变前的确只吸附C₂H₄且表现出很弱的亲合力。因此，MAF-42能够在高压吸附常压脱附的工作环境中表现出远高于常见分子筛的吸附量利用率。

为了验证实际分离效果，进行了高压条件下的定量混合物穿透实验（图3）。C₂H₄的流出时间明显晚于C₂H₆，而C₂H₆的穿透曲线和He基本一致，严格证明了C₂H₆没有被吸附，实测分离比大于700。另外，MAF-42虽然含有暴露的一价铜离子，但表现出孔道和颗粒表面的高疏水性，因此其C₂H₄/C₂H₆分子筛效应可以在高湿度条件下保持。

该工作不但观察到新的分子筛分离行为并提供了严格的论证，还对比了动力学控制的门控柔性（即分子筛分离原理）和热力学控制的开孔/扩孔柔性（即客体诱导的平衡态结构转变）对吸附分离的作用（即吸附剂可以同时表现出一种类型的刚性和另一种类型的柔性）。