高效分离乙烷/乙烯的烷烃选择性吸附剂研究进展

张博，陈晓霏，赵思尧，周欣

（华南理工大学化学与化工学院，广东 广州 510640）

引 言

乙烯（C2H4）是石化工业中最重要的化学原料之一，广泛用于制造各类聚合物和化学有机物[1]。目前，乙烯主要来源于蒸汽裂解、催化裂解和轻烃的热分解[2-3]，其生产过程伴随少量乙烷等杂质气体，需分离提纯以满足下游工业要求。例如，聚合级乙烯纯度需高于99.95%[4]。然而，乙烯和乙烷具有非常相似的物理性质，其分子大小（C2H4：3.28 Å×4.18 Å×4.84 Å，C2H6：4.08 Å×3.81 Å×4.82 Å，1 Å=10-10m）[5]与沸点（C2H4：169.4 K，C2H6：184.5 K）[6]十分接近。因此，乙烷∕乙烯的分离是最有挑战的化工分离过程之一。在工业生产中，乙烷和乙烯主要通过高压低温精馏分离。传统精馏方法通常需要在0.7～2.8 MPa 和183～256 K 的极端工况下进行，操作条件严苛[7-9]。近年来，分壁精馏塔装置可将塔板数降低至43 块[10]，优化脱乙烷塔侧采流程各工艺参数可进一步降低约36%的电耗[11]。但乙烯生产仍然是仅次于合成氨生产的全球能耗与碳排放第二大产业[12]，乙烯和丙烯的纯化能耗约占全球总能耗的0.3%[13]。为进一步降低工业碳排放，早日实现“碳达峰·碳中和”目标，发展高效节能的乙烷∕乙烯化工分离新技术显得尤为必要。

吸附分离技术可在温和工况下实现气体混合物的高效分离，与高压低温精馏技术相比具有低能耗优势[14-16]。高性能的固体吸附剂是吸附分离技术的核心，目前得到广泛应用的工业吸附材料包括硅胶、活性炭、分子筛、沸石等[17-20]。在乙烷∕乙烯分离中，现有吸附材料可分为两类：乙烯选择性吸附剂和乙烷选择性吸附剂。乙烯选择性吸附剂主要通过3 种机制优先吸附乙烯：（1）π-络合，在开放金属位点[21-22]和烯烃双键之间形成弱化学键。最具代表性的材料为Long 课题组[23-24]报道的M2(dobdc)系列MOFs，这些材料通过Fe(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)等不饱和金属位点优先吸附乙烯，其中Fe2(dobdc)在318 K 和1 bar（1 bar=100 kPa）下的乙烯选择性最高为13.6。（2）筛分，利用筛分孔道吸附乙烯的同时排阻分子尺寸较大的乙烷。例如，UTSA-280[25]的孔径介于乙烯和乙烷分子之间，吸附乙烯的同时对乙烷几乎完全排斥；柔性HOF-FJU-1a[26]的乙烷吸附具有开孔效应，低压下几乎不吸附乙烷。（3）动力学，通过扩散速率差异实现乙烯∕乙烷分离。例如，铜基多孔配位聚合物Cu(OPTz)[27]，其乙烯∕乙烷分离选择性可高达75。此外，还可将上述机制协同，实现更高的分离效果。例如，Zhang 等[28]将π-络合与筛分机制集成到CuⅠ@UiO-66-(COOH)2中，该材料在常温常压下乙烯选择性高达80.8。

但是，乙烯选择性吸附剂在实际工业应用中遇到瓶颈：（1）π-络合属于弱化学键，其脱附能耗高于物理吸附作用；（2）选择性吸附裂解气中的主要目标成分为乙烯而非少量乙烷，需要更大的吸附剂用量；（3）乙烯选择性吸附剂在脱附过程中得到乙烯，且不可避免地含有少量乙烷杂质，至少需进行4 步的吸附-脱附循环不断提高乙烯纯度才可得到聚合级乙烯[29]。与之相比，乙烷选择性吸附剂可通过一步吸附分离过程直接获得聚合级乙烯；同时，针对少量乙烷杂质的选择性吸附有效降低了吸附剂用量；此外，基于物理吸附作用的乙烷选择性吸附剂再生能耗也显著低于π-络合吸附剂。因此，开发乙烷选择性吸附剂具有重要的工业价值。

本文围绕乙烷∕乙烯分离的工业需求，综述了包括MOFs、HOFs 及多孔碳材料在内的乙烷选择性吸附剂近几年的研究进展，归纳选择性吸附分离机理，并比较其吸附分离性能。在此基础上，总结新型乙烷选择性吸附剂的设计策略，并讨论乙烷选择性吸附剂所面临的挑战和未来发展方向。

1 乙烷选择性机理

常见的乙烷选择性吸附剂包括金属有机框架材料（MOFs）、氢键有机框架材料（HOFs）及多孔碳材料等。金属有机框架材料是一种由金属离子或金属簇与有机配体通过配位作用自组装形成的固体多孔吸附材料，具有孔隙率高、比表面积大、孔径可调节、易化学修饰等特点[30-33]，在低碳烃类分离领域展现出良好的应用潜力[34-37]。氢键有机框架材料则是一种由有机单体通过分子间氢键自组装形成的多孔晶体材料，具有高溶液加工性、易于纯化、再生和重复使用的优点[26,38-40]，近年来开始被应用于乙烯∕乙烷分离领域。多孔碳材料是对富含碳的生物质、树脂、煤炭、有机聚合物等前体进行碳化和活化后获得的，具有孔径和表面特性可调、稳定性好、成本低等优点[41-43]，是当前应用最广泛的吸附剂之一。

乙烷选择性吸附剂的吸附分离机理可分为3类：基于热力学平衡、基于开门效应，以及上述机理的协同。

1.1 基于热力学平衡

此类机理主要依赖于吸附剂孔壁与气体分子间吸附作用的差异实现混合气的分离。当吸附剂与乙烷分子具有更强的主客体相互作用时，该吸附剂优先吸附乙烷而非乙烯。此种主客体相互作用具体可表现为C—H…π 相互作用、C—H…O∕N∕F 氢键等。

1.1.1 增加C—H…π 相互作用强度和数目提高乙烷选择性 MOFs 配体通常富含芳香环共轭结构，可与烃类形成C—H…π 相互作用。然而乙烷和乙烯可形成C—H…π 作用的能力与数量是不同的，乙烷在MOFs 的限域空间内可形成比乙烯更多、更强的C—H…π 作用，从而将这种很弱的静电作用放大为实际的乙烷选择性。例如，Lin 等[44]制备了一种乙烷选择性的Cu(Qc)2，其孔表面引入了较多低极性的芳香环，与乙烷分子形成了更多C—H…π 氢键而优先吸附乙烷。在常温常压下Cu(Qc)2的乙烷和乙烯吸附量分别为1.85 mmol∕g 和0.78 mmol∕g，二者比值高达237%，IAST 选择性为3.4，高于大部分已报道的乙烷选择性MOFs 材料。Qazvini 等[45]通过DFTD3 分子模拟技术研究了MUF-15 的乙烷选择性（IAST 选择性约为2）。乙烷的六个氢原子能与MUF-15配体上的三个相邻苯环形成C—H…π相互作用，而乙烯和材料间的C—H…π 相互作用只发生在三个氢原子与两个平行苯环之间（图1），从而使微观的静电作用差异体现为材料实际的乙烷选择性吸附分离性能。

图1 DFT-D3计算比较C2H6（a）和C2H4（b）在MUF-15中的吸附位点[45]Fig.1 Comparison of the preferential C2H6(a)and C2H4(b)adsorption sites observed by DFT-D3 calculations[45]

HOFs由于缺乏金属位点，不能与乙烯形成π络合相互作用，具有优先吸附乙烷的潜力，可通过引入富含芳香环的结构单元实现乙烷选择性。例如，Zhang 等[39]构筑了一种高效乙烷选择性HOF 吸附剂HOF-76a。具有非极性大π 共轭结构的六（苯甲酸乙炔基）-苯单元为乙烷提供了大量的选择性吸附位点。该材料在常温常压下的IAST 选择性为2.05（C2H6∶C2H4=50∶50），超过了多数乙烷选择性MOFs材料。

1.1.2 增加C—H…O∕N∕F 氢键强度和数目提高乙烷选择性 类似地，可以向吸附剂中引入电负性较大的杂原子，如N、O、F 等，使其在吸附剂限域空间内与乙烷和乙烯分子形成多重氢键，利用氢键的数目与强度的差异实现乙烷选择性吸附。例如，Pires等[46]用2,5-双（三氟甲基）对苯二甲酸（H2BDC-2CF3）取代UiO-66 原有配体（H2BDC）构建了UiO-66-2CF3，其在1000 kPa高压下乙烷选择性为2.5，高于UiO-66（1.9），这是因为乙烷与—CF3之间形成了更强的C—H…F 氢键。Lee 等[47]发现303 K 和40 kPa 下FMOF-2 的IAST 选择性高达3.3，而具有相同次级结构单元但不含F 原子的MOF-5(Zn)和MOF-39(Zn)不具备乙烷选择性，这证明了作为氢键受体的F 原子可为MOF 提供乙烷选择性吸附位点。Zhang 等[48]合成了一系列具有不同金属中心（Fe∕Co∕Ni）的乙烷选择性MOF-545材料。尽管这些材料与乙烯形成更强的C—H…π 相互作用，但其与乙烷间的 C—H…N 氢键键长更短，说明C—H…N 氢键对MOF-545的乙烷选择性起到关键作用。

1.1.3 孔径调节增强范德华相互作用提高乙烷选择性 调节吸附剂的孔径尺寸是实现高效吸附分离的前提，精确设计吸附剂的孔径尺寸，可增强乙烷与孔道表面的范德华相互作用，提高材料的乙烷选择性。例如，Wang 等[49]以Ni(BDC)(DABCO)0.5为模板，通过引入不同量的带四个甲基的TMBDC 配体对孔道进行官能团化。结果表明，随着孔道表面伸展的甲基数目增加，吸附剂的孔径从约8.3 Å减小至约5.9 Å，同时材料在常温常压下的IAST 选择性（C2H6∶C2H4= 1∶15）从1.619 提 高 至1.985。Schneemann等[50]用带有不同数目甲基的对苯二甲酸配体构筑了一系列乙烷选择性MOFs（图2）：DMOF、DMOF-DM、DMOF-TM。配体甲基数量增加后吸附剂孔道尺寸与乙烷大小更加匹配，主客体范德华相互作用增强，材料的乙烷选择性相应提高。三种MOFs 在常温常压下的IAST 选择性分别为1.51、1.70、1.88。

图2 DMOF、DMOF-DM和DMOF-TM配体（a）；DMOF、DMOF-DM和DMOF-TM的IAST选择性（C2H6∶C2H4=1∶1）（b）[50]Fig.2 Ligands for DMOF,DMOF-DM and DMOF-TM(a);C2H6∕C2H4 IAST selectivity for equimolar mixtures of DMOF,DMOF-DM and DMOF-TM(b)[50]

1.2 基于开门效应

除了热力学平衡机理，一些柔性MOFs 材料可利用开门效应实现对乙烷的优先吸附。例如，Gücüyener等[51]报道了柔性ZIF-7基于开孔效应优先吸附乙烷，并将ZIF-7 对乙烷和乙烯的吸附曲线划分为三个压力区间：低压下几乎不吸附；超出某一压力阈值后吸附量迅速增加；继续增大压力吸附饱和。如图3 所示，在10～30 kPa 之间，配体构型变化导致ZIF-7 的主腔大小发生改变，由于具有三重对称性的甲基基团能够更好地与ZIF-7中三个苯环所围成的空腔相匹配，在此压力区间内乙烷可优先进入孔道并被吸附，乙烷吸附量迅速增大而乙烯基本不吸附，材料表现出乙烷选择性。

图3 298 K下ZIF-7对几种轻烃的吸附-脱附曲线[51]Fig.3 Adsorption(closed symbols)-desorption(open symbols)isotherms of several hydrocarbons on ZIF-7 powder at 298 K[51]

1.3 多种机理协同

在更多的情况下，不同的乙烷选择性机理可在实际的吸附分离过程中协同作用，并实现更好的乙烷∕乙烯分离效果。例如，Li 等[52]在2021 年报道的SNNU-40 是目前已报道的乙烷吸附量最高的乙烷选择性MOF 材料，在273 K 和1 bar下的乙烷吸附量为289 cm3∕g，IAST选择性为1.58。GCMC模拟表明，SNNU-40 的高乙烷吸附量来源于乙烷分子与孔道内壁更强的C—H…π（H…π，3.75～4.56 Å）和C—H…O（H…O，2.86～3.98 Å）相互作用，而乙烯分子只能与路易斯碱性位点和吡啶环形成弱相互作用（C—H…π，4.53～4.98 Å；C—H…O，3.20～4.18 Å）。

Chen 等[8]以LIFM-28 为模板，用不同长度的二羧酸配体连接终端的—OH∕H2O 构建了一系列MOFs 吸附剂LIFM-61∕31∕62∕63（图4）。该方法一方面减小了分子笼孔径，增强了孔道与乙烷的大小匹配性和范德华作用力，另一方面增加了乙烷选择性吸附位点，从而提高了乙烷选择性。当乙烷与LIFM-63 结合时，可形成强C—H…F、C—H…π（2.86 和3.56 Å）和弱C—H…O 相互作用，乙烯则与LIFM-63形成弱C—H…F∕O 和C—H…π 作用，因此吸附剂表现出乙烷选择性。

图4 LIFM-28、LIFM-61、LIFM-31、LIFM-62和LIFM-63的结构（a）；乙烷（b）和乙烯（c）在LIFM-63中的优先结合位点[8]Fig.4 Structures of LIFM-28,LIFM-61,LIFM-31,LIFM-62 and LIFM-63(a);Preferential C2H6(b)and C2H4(c)binding sites of LIFM-63[8]

Zhang 等[38]报道了一种具有合适空腔空间和功能性表面的新型棒状堆积去溶剂化骨架ZJU-HOF-1，该材料具有直径为7 Å 的三角形孔道和4.6 Å 的孔腔，与乙烷大小更加匹配；同时孔道内表面存在大量的O 吸附位点，孔道限域作用和多官能团表面使该吸附剂具有较高的乙烷选择性（2.25）。常温常压下该吸附剂的乙烷吸附量为3.93 mmol∕g，在现有的乙烷选择性HOFs中最高。

许多碳材料的前体不仅具有sp2杂化碳原子，还富含N∕O杂原子。这些杂原子增加了碳材料表面的极性，使吸附剂能与极化率更高的乙烷形成范德华相互作用，并通过C—H…π和C—H…N∕O协同机理优先吸附乙烷。例如，Ma 等[53]以淀粉糖为碳源制备了一系列葡萄糖基吸附剂Glc-As，在常温常压下乙烷 吸 附 量 最 高 可 达6.45 mmol∕g，其 中Glc-A-2 的IAST 选择性为2.58。Wang 等[54]报道了以氨基葡萄糖为前体的多孔炭吸附剂MGAs，常温常压下其乙烷吸附量最高可达7.6 mmol∕g。他们还探究了N∕O基团含量对乙烷选择性的影响：sp2平面碳层通过π-π络合优先吸附乙烯；而当N∕O元素含量增加后，其与乙烷的作用距离从3.34 Å 减小至3.03 Å，与乙烯的作用距离从3.30 Å 增大至3.68 Å，实现了乙烷选择性的提高。

2 吸附剂设计策略

乙烷选择性吸附剂的吸附机理取决于其特定的结构，而吸附剂结构又进一步决定了吸附性能。因此，在吸附机理的研究基础上进一步聚焦乙烷选择性吸附剂设计策略对开发高效乙烷选择性吸附剂具有重要指导意义。MOFs 材料由于具有高度的结构可调性和表面化学可修饰性，是最具发展潜力的乙烷选择性吸附剂之一。因此，本节以乙烷选择性MOFs 为核心，总结高乙烷选择性吸附性能的MOFs 结构调控方法，为设计乙烷选择性吸附剂提供可行的借鉴思路。

2.1 后合成法屏蔽开放金属位点

很多MOFs 由于具有不饱和开放金属位点，如Cr(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)等，易与乙烯形成π-络合作用，具有乙烯选择性。若能屏蔽这些开放金属位点，同时引入乙烷识别位点，有助于实现材料的选择性反转。例如，Li 等[55]在Fe2(dobdc)[23]的基础上用氧分子氧化Fe(Ⅱ)，屏蔽原有的Fe(Ⅱ)开放金属位点，阻碍其与乙烯形成π-络合作用，并形成稳定的氧化态分子Fe2(O2)(dobdc)，使材料原有的乙烯选择性转变为乙烷选择性（图5）。运用该策略制备的Fe2(O2)(dobdc)乙烷选择性高达4.4（C2H6∶C2H4= 50∶50），仅次于NIIC-20[56]系列MOFs。随后，该团队将此策略应用于Cr-BTC 上，合成了Cr-BTC(O2)，同样实现了选择性反转[57]。Cr-BTC(O2)与乙烷分子形成更强的C—H…O 氢键；同时，乙烷能和吸附剂表面的超氧位点形成更加稳定的三角锥形结构，范德华作用更强，乙烯则不能和该位点匹配。基于上述两点，改性后的材料削弱了与乙烯的结合作用，而增强了与乙烷的吸附作用，实现选择性反转。

图5 中子粉末衍射确定的Fe2(dobdc)（a）、Fe2(O2)(dobdc)（b）、Fe2(O2)(dobdc)·C2D6（c）结构[55]Fig.5 Structures of Fe2(dobdc)(a),Fe2(O2)(dobdc)(b),and Fe2(O2)(dobdc)·C2D6(c)determined from NPD studies[55]

2.2 设计非极性孔表面并调节孔径

对具有非极性孔表面的吸附剂，主客体之间的扩散和诱导作用占主导地位，此种作用与气体分子的极化率成正比。由于乙烷的极化率比乙烯高（C2H4：42.52×10-25cm3, C2H6：44.7×10-25cm3），因此，设计惰性的吸附剂孔表面，如引入低极性的芳香环，调节孔环境，可使吸附剂优先与乙烷结合[44]。2020年，Pei等[58]以Ni(bdc)(ted)0.5为基础框架，用1,4-萘二甲酸（H2ndc）和9,10-蒽二甲酸（H2adc）取代原配体1,4-苯二甲酸（H2bdc），分别合成了Ni(ndc)(ted)0.5（ZJU-120）和Ni(adc)(ted)0.5（ZJU-121）两种吸附剂（图6）。随着苯环数目的增加，材料的孔径逐渐缩小。ZJU-120a（活化后的ZJU-120）在296 K 和1 bar下的IAST 选择性为2.74（C2H6∶C2H4= 50∶50），与Ni(bdc)(ted)0.5（1.8）相比显著提高；乙烷吸附量与Ni(bdc)(ted)0.5相当。DFT-D 计算表明，当乙烷与ZJU-120a 结合时，乙烷位于孔道中央，其六个H 原子可同时与萘环形成C—H…π 作用；而当与Ni(bdc)(ted)0.5结合时，由于Ni(bdc)(ted)0.5孔径较大，乙烷分布在孔边缘，仅通过四个H 原子形成C—H…π作用。因此，与ZJU-120a 相比，较大的孔径和较弱的C—H…π 作用减弱了Ni(bdc)(ted)0.5与乙烷的结合能力。而ZJU-121a（活化后的ZJU-121）孔径过小，乙烷吸附量和选择性均下降。这说明在合理优化吸附剂孔道尺寸和构建低极性孔表面的协同作用下可增强材料的乙烷选择性，这种策略为构筑高效乙烷选择性吸附剂提供了指导方向。

图6 Ni(bdc)(ted)0.5，ZJU-120和ZJU-121的结构示意图[58]Fig.6 Structure description of Ni(bdc)(ted)0.5,ZJU-120 and ZJU-121[58]

2.3 孔道空间分隔

由于乙烷和乙烯分子较小，很多吸附剂的孔道并不适合对二者的吸附。但是，通过将吸附剂孔道分隔为限域作用更强的小空间来提高孔道与乙烷分子的尺寸匹配性和相互作用力，可使其具有乙烷选择性。例如，Feng 等[59]提出了“孔道空间分隔（pore space partition，PSP）”策略，并成功应用在CO2吸附领域。Zhang 等[60]以MIL-88D 为母版，应用这一策略设计了NbU-12。引入的腺嘌呤分子连接两MIL-88D 的Fe3O 次级结构单元，将原六边形孔道（20.1 Å）[61]分隔为两矩形孔道（5～6 Å），在最大限度保留原材料开放金属位点的同时实现了对乙烷的优先吸附。该MOF 在常温常压下的IAST 选择性为1.53（C2H6∶C2H4= 50∶50），乙烷和乙烯吸附量分别为82.3、55.9 cm3∕g。Yang 等[62]以MIL-88 为母版MOF（acs 网状结构），以TPT、TPBz、TPPy 为孔道空间分隔剂（pore-partitioning agent）制备了一系列MOFs 材料（pacs 网状结构）（图7）。这些材料的孔径从5.9 Å 到7.3 Å 不等，且均具有乙烷选择性。其中，Mg2V-bdc-tpt（CPM-233）在常温常压下的乙烷吸 附 量 高 达7.45 mmol∕g，仅 次 于SNNU-40[52]。GCMC 结果表明，乙烷分子在孔道内部分布均匀，广泛的弱吸附位点提供了高乙烷吸附容量。孔道空间分隔剂的引入，不仅将原本较大的孔划分成多个与乙烷大小更加匹配的小孔，同时也屏蔽了原有的开放金属位点，提高了材料的乙烷吸附性能。

图7 pacs结构MOFs的三种模块：三种双羧基配体1、三种孔道空间分隔剂2和四种金属三聚体（a）；GCMC模拟不同压力下Co2V-bdc-tpt中的乙烷密度分布（b）[62]Fig.7 Three modules of pacs MOFs including three kinds of dicarboxylate ligand,three kinds of pore-partitioning agent and four kinds of metal trimers(a);Density distribution of C2H6 molecules mass center within Co2V-bdc-tpt under different pressures from GCMC simulations(b)[62]

3 吸附分离性能评价

表1 比较了近年来乙烷选择性吸附剂（包括MOFs、HOFs 和多孔碳材料）的吸附性能。MOFs 吸附剂近年来取得了较快的研究进展，在材料设计方面，2020 年以“孔道空间分隔（PSP）”策略合成的CPM-233、2021 年以“动态间隔器安装（DSI）”策略制备的LIFM 系列MOFs 均表现出优异的乙烷选择性吸附性能。在吸附量和选择性方面，2020 年和2021年分别报道的NIIC-20-Bu和SNNU-40是目前乙烷吸附量和选择性最高的MOF 材料。然而多数乙烷选择性MOFs 的IAST 选择性未超过2，并面临吸附量与选择性无法兼顾的挑战，如CPM 系列MOFs 具有高乙烷吸附量，但选择性均低于1.8；Cu(Qc)2选择性为3.4而吸附量仅为1.85 mmol∕g1。此外，一些MOFs 吸附剂的水汽稳定性不高[55,63]，制备成本高昂[64-66]。HOFs 的研究相对较少，但ZJUHOF-1 的聚合级纯度乙烯产量高达21.9 L∕kg，高于Fe2(O2)dobdc[55]的产量记录（19.3 L∕kg），且再生能量更低，稳定性更好，工业应用前景良好。多孔碳材料则普遍存在吸附量高而选择性较低的不足，这可能是其孔径不均一导致的，但近年来也出现了以沸石为模板制备高度有序微孔结构的3D 石墨烯类碳材料的报道[67]。此外，对碳材料而言，可使用价格低廉的前体进行碳化，如商用果糖[68]、海藻[69]、椰壳、杏壳和核桃壳[70]等，降低吸附剂的生产成本。

表1 近年来乙烷选择性吸附剂的吸附性能比较Table 1 Comparison of the adsorption performances of ethane selective adsorbents in recent years

4 总结与展望

以MOFs、HOFs、多孔碳材料等为代表的乙烷选择性吸附剂在乙烷∕乙烯吸附分离领域展现出巨大的发展潜力，特别是近三年来该领域的研究有了较大进展。在从实验室到实际工业应用的过程中，乙烷选择性吸附剂将在以下挑战中迎来新的机遇。

（1）提升吸附剂的结构稳定性。MOFs 吸附剂具有自组装灵活、孔径和表面化学可调的特点，易于加工和修饰，但大部分MOFs 稳定性较差，在高温、潮湿、强酸碱等条件下容易坍塌。而HOFs 则因分子间氢键强度弱，材料稳定性较差，容易在加热或真空活化去除溶剂的过程中发生坍塌。近年来，一些乙烷选择性的新型颗粒碳吸附剂涌现出来，并表现出良好的机械强度和吸附分离性能，迅速形成新的化工吸附分离材料研究热点。

续表1

（2）兼顾吸附容量与选择性。乙烷选择性吸附剂难以兼具大吸附容量和高选择性的优点，孔径较大的吸附剂饱和吸附容量高，但无法区分乙烯和乙烷分子之间的亚埃米尺寸差异；乙烷选择性较高的吸附剂通常具有微孔或超微孔结构以实现分子辨识分离机制，但较小的孔容又限制了饱和吸附容量。兼顾吸附容量和选择性的新型吸附材料将为乙烷选择性乙烯纯化工业生产过程提供扎实的应用基础。

（3）降低吸附剂成本。一些乙烷选择性吸附剂的制备需要价格高昂的有机配体、金属或模板剂等，或者需要长时间的高温高压工况操作，这将带来高昂的材料制备成本和不容忽视的排放问题。因此，使用廉价易得的吸附剂构筑模块并开发温和工况下高效易行的材料制备方法，将有力地推动化工吸附分离技术在烯烃工业中的实际应用。