乙烯作为工业中至关重要的一种化学品，其全球产量在2020年已超过2亿吨。目前，乙烯的主要生产方式是通过碳氢化合物的蒸汽裂解，而在此过程中乙烷则不可避免地作为下游副产物共存。然而，由于乙烷和乙烯具有非常相似的物理化学性质，因此在工业上将这两种气体进行分离面临着巨大的挑战。传统的低温蒸馏分离过程通常需要在高压和低温下进行，这种方式导致乙烯等烯烃的纯化所消耗的能源占据了全球能源消耗的0.3%。

针对这一问题，西安交大化工学院杨庆远课题组开发了系列柔性多孔框架材料，实现了乙烷乙烯的高效分离。这类柔性多孔材料对乙烷表现出独特的“门控”效应，即在乙烷分子的作用下，材料可以在小孔 (NP) 和大孔 (LP) 之间发生可逆结构相变。其中柔性多孔材料X-dia-1-Ni0.89Co0.11对乙烷和乙烯的吸附量之比为 9.1，远超此前报道的大多数固体吸附材料，证实该柔性多孔材料可以从乙烷乙烯的混合气中，选择性地识别乙烷分子。通过原位变压粉末X射线衍射和理论模拟研究，揭示了乙烷诱导的小孔到大孔结构转变的机理。

该成果以“通过乙烷诱导的开门机制在柔性多孔框架材料中实现乙烷/乙烯分离”(Ethane/Ethylene Separations in Flexible Diamondoid Coordination Networks via an Ethane-Induced Gate-Opening Mechanism)为题发表在国际权威期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society) 上。化工学院博士生王少敏为论文第一作者，杨庆远教授为本文共同通讯作者，西安交大化工学院为论文第一通讯单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目资助。论文的表征及测试得到了西安交通大学分析测试共享中心的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c13117