惰性气体Xe因其缺氧风险低，不参与新陈代谢，对神经细胞没有记忆作用等优点，被认为是一种比现用的氮氧化物和氟醚烃更理想的麻醉气体。然而，Xe的高价格和低产量阻碍了其在医疗行业和其他潜在应用领域的广泛使用。当前能够医用的Xe仅占总需求量的十五分之一，远远不能满足临床需求。因此，亟需一种便携式、无损耗的闭路Xe回收和循环装置来保证临床麻醉医疗行业的充足供应。

目前，氙气的回收和纯化方法主要有低温蒸馏、溶剂吸收、膜分离和低温吸附分离。其中最成熟的方法是低温蒸馏联合低温吸附分离，需要用到一系列精馏塔和吸附塔在-139.2 ℃下回收纯化Xe；这需要较大的操作空间、较多的配套工程和较高的操作成本，不适用于空间有限的医疗行业。基于膜分离和吸附分离的麻醉气体再生技术研究大都集中在优先吸附Xe上，再经过四次以上的吸附-脱附过程来分离杂质气体（CO₂、N₂和水），以提供满足医疗需求的Xe。该过程不仅操作复杂，而且由于Xe/CO₂的选择性较低（通常低于20），会造成宝贵的Xe资源回收率不尽人意。

基于此，西安交通大学马和平课题组提出一种优先吸附CO₂的室温麻醉气再生方法，采用氟化MOF(NbOFFIVE-1-Ni)反向设计麻醉气体再生过程，可实现一步法吸附再生麻醉气，同时Xe气的回收率达到了99.15%，实现了CO₂/Xe的绝对分离与封闭回路中Xe的高效循环再利用。

超微孔NbOFFIVE-1-NiMOF结构如图2所示。NbOFFIVE-1-Ni具有方形孔道，孔道尺寸为3.5 Å，允许二氧化碳分子（3.3 Å）进入，同时限制氙气分子（4.0 Å）进入。理论计算表明NbOFFIVE-1-Ni带负电的氟中心对CO₂的优先吸附起主导作用，而Xe分子由于尺寸限制无法进入孔道，从而实现CO₂/Xe的分子筛分分离。

静态吸附等温线表明，NbOFFIVE-1-Ni能够高效地吸附CO₂气体，而对Xe气几乎不吸附，其CO₂/Xe的吸附选择性达到了创纪录的825。GCMC模拟显示，CO₂分子优先吸附在NbOFFIVE-1-Ni的方形通道中， Xe分子由于尺寸限制而无法进入孔道。不同压力下NbOFFIVE-1-Ni晶胞中CO₂和Xe的平均吸附量计算表明，当压力增加到10kPa时，CO₂分子迅速进入通道，达到饱和吸附量；而即使压力增加到100kPa，Xe分子也不能进入MOF孔道。这一结果进一步证明，NbOFFIVE-1-Ni可以实现完全的CO₂/Xe分子筛分。

此外，在干燥和潮湿条件下的混合气体穿透实验证实了NbOFFIVE-1-Ni能高效去除麻醉呼出气中的CO₂，实现Xe回收率99.15%。我们的研究表明，NbOFFIVE-1-Ni可以作为一种有价值的吸附剂用于闭路Xe麻醉气体再生系统。