从烯烃和烷烃混合物中分离得到纯烯烃是化工行业中最重要但具有挑战性的过程之一。丙烯是全球产量最高的有机化工原料之一，工业界主要通过丙烷裂解生产丙烯。然而，这一技术并不能直接得到聚合级丙烯（＞99.5%）。为去除残留的丙烷，工业上往往依赖于能量密集的低温蒸馏。目前多孔材料已被用于分离丙烷丙烯，但是大多数吸附剂优先吸附丙烯，需要进一步消耗能量来脱附丙烯，因此需要寻找优先吸附丙烷的新材料。

近日，暨南大学周小平/李丹教授团队发现，水溶性Fe₄L₆金属有机笼能够在水相中分别包封丙烷与丙烯，基于Fe₄L₆金属有机笼与丙烷/丙烯之间结合能力的差异，成功实现了从丙烷/丙烯混合气体中分离得到聚合级的丙烯。

核磁共振波谱证明常温常压下Fe₄L₆金属有机笼在水中能够成功捕获丙烷与丙烯，通过计算得知丙烷与Fe₄L₆金属有机笼的结合常数（(2.1±0.7) × 10⁴ M^-1）远大于丙烯与Fe₄L₆金属有机笼的结合常数（(5.0±0.1) × 10³ M^-1）。

单晶结构显示丙烷与Fe₄L₆金属有机笼的框架具有8对距离为2.750–3.286 Å的C–H···C弱作用力，而丙烯只有6对距离为2.718 to 3.419Å的C–H···C弱作用力。同时丙烯与Fe₄L₆金属有机笼的框架之间的C– H···π作用距离为3.233–3.545 Å,长于丙烷与Fe₄L₆金属有机笼的框架之间的C– H···π作用距离（3.217–3.472 Å）。这些分析表明丙烷与Fe₄L₆金属有机笼之间的作用力强于丙烯。密度泛函理论计算也能验证丙烷与Fe₄L₆金属有机笼的结合能力强于丙烯与Fe₄L₆金属有机笼。

在U形管中，Fe₄L₆金属有机笼在进气端的气相-液相表面捕获丙烷/丙烯混合气体并运输到集气端，由于Fe₄L₆金属有机笼与丙烯更弱的结合能力，丙烯优先从Fe₄L₆金属有机笼中释放出来。当进气端为97%纯度的丙烯时，在初始分离阶段集气端的丙烯纯度可达到100%，8小时后丙烷才出现在集气端。经过4次分离提纯，纯度为80%的丙烯可提纯至聚合级。

该项工作展示了水溶性Fe₄L₆金属有机笼在水中能够封装并分离丙烷/丙烯，实验与理论计算都证明Fe₄L₆金属有机笼与丙烷的结合能力强于Fe₄L₆金属有机笼与丙烯，利用该差异通过简单的分离实验可以优先获得聚合级丙烯。这些结果表明金属有机笼具有应用于气体分离的潜力，并为分离获得高纯度气体提供了先进材料。