生物乙醇作为重要的生物燃料，是一种可持续的清洁能源，而生物乙醇中微量水的高效脱除是实现其推广应用的重要前提。近年来，多孔材料，特别是金属有机框架材料（MOFs），因具有孔隙率高、孔道结构灵活可调、稳定性高、回收方便等优点，在乙醇的脱水纯化方面展现出巨大潜力。目前，已开发的MOFs，通过吸收水分或吸收乙醇来达到醇/水分离的目的，但通常存在共吸附现象，分离选择性有限。即使是微孔MOFs，在水含量极低时，分离效果也不理想。如何通过孔道设计，优化MOFs对水和乙醇的分子筛分效应，实现乙醇中微量水的高效脱除，仍是一项具有重要意义的工作。

近日，福建师范大学张章静教授和美国得克萨斯大学陈邦林教授合作，以方酸为配体的超微孔MOFs作为吸附剂，利用MOFs的分子筛分作用，进行乙醇/水混合物的分离。乙醇/水混合物通过装有MOFs的样品柱后，可直接获得纯度高达99.9%的乙醇。但针对分子筛分效应，并非孔道尺寸越小越好，相反的，研究发现利用孔道尺寸更大的Co-squarate能获得比孔道尺寸更小的UTSA-280更高纯度的乙醇。而且，Co-squarate表现出超强的低压水吸附能力，308K，P/P0=0.1时，Co-squarate的吸水能力达到了90.22%，是目前已报道的MOFs中低压水吸附能力最强的。

进一步研究发现，随着吸附的水分子数增加，在Co-squarate的菱形孔道中，客体水分子间能形成以氢键连接的锯齿形水分子链，由此产生的客体分子间相互作用，加上客体分子与框架上羟基间的相互作用力，共同导致了Co-squarate超强的低压水吸附能力。而在UTSA-280中，客体分子间无法形成连续的水分子链，客体分子与框架间的相互作用力也较小，因此低压吸水能力较弱。吸附焓测试也表明，Co-squarate具有更高的水吸附焓，证实了合理的孔道结构可以提升吸附质和吸附剂间的相互作用，进而强化醇/水分离的筛分效应。

该工作研究了超微孔MOFs中不同孔道尺寸、形状、化学环境对吸附性能的影响，揭示了分子筛分效应的强化机理，提供了一种乙醇/水高效分离的新策略。