作为最简单的炔烃，乙炔是一种非常重要的有机化工基础原料。据统计到2025年底，全球乙炔（C₂H₂）气体市场的规模能够达到69亿美元。但其生产的过程中通常伴随着少量的二氧化碳等杂质。因此在实际的应用前需要对乙炔混合气进行纯化。相同的动力学直径（3.3 Å）与相近的沸点（C₂H₂和CO₂的沸点分别为189.3 K和194.7 K），使得传统材料难以对C₂H₂/CO₂混合气进行高效分离。

近日，福建师范大学的张章静教授课题组报道了一种微孔氢键有机框架材料（HOF-FJU-1）。研究发现该材料对乙炔分子具有合适的孔尺寸与互补的静电分布，能够很好地与乙炔分子的π键和端位氢原子形成多重的作用。静电相互作用的驱动也限制了对二氧化碳的吸附，大大降低了共吸附现象，提高了该材料的分离性能。

由于合适的孔环境和互补的静电式，HOF-FJU-1对乙炔分子具有强的吸附作用，吸附焓（Q_st）达到了46.73 kJ/mol。此外，HOF-FJU-1对乙炔表现出反常的物理吸附现象，即随着温度的升高饱和吸附量几乎不变；但是对二氧化碳的吸附量随着温度的上升逐渐的减少。因此，HOF-FJU-1的分离选择性（IAST）达到目前的记录值（6675）。

为了研究乙炔的吸附位点和吸附机理，作者利用X-射线单晶衍射仪测试了HOF-FJU-1负载乙炔分子的单晶结构，确定了乙炔分子与咔唑分子上的C-H形成的多重C-H…π（C₂H₂）相互作用、乙炔分子端位氢与氰基氮原子形成的氢键作用共同协助乙炔分子的捕获。但是这种孔环境对二氧化碳分子不匹配。

该工作不仅实现乙炔/二氧化碳的高效分离，并且对HOF材料如何设计利用协同效应构建高性能吸附分离材料提供了新的设计范式，也对提高HOF材料在气体分离方面的实际工业应用提供了新的研究视角。