在国家自然科学基金项目（项目编号：21136007、21606163)等资助下, 太原理工大学李晋平教授，美国国家标准与技术研究院Wei Zhou博士和美国德州大学圣安东尼奥分校陈邦林教授等人合作在乙烷/乙烯分离领域取得重要进展。研究成果以 “Ethane/ethylene Separation in a Metal-organic Framework with Iron-peroxo Sites”（ 具有铁-过氧阴离子位点的金属有机框架物用于乙烷/乙烯分离）为题，于2018年10月26日在Science（《科学》）上在线发表，论文链接：http://science.sciencemag.org/content/362/6413/443/tab-pdf。
低碳烃是石油化工的重要基础原料，然而其生产和提纯过程中都伴随着较高的能耗和污染。乙烯作为全球最重要的化工原料，其产能及生产技术水平是一个国家石油化工发展水平的重要标志。传统蒸汽裂解生产乙烯的过程中，会不可避免的产生乙烷等副产物，为了得到高纯度聚合级乙烯产品，工业上常常需要多步多级低温精馏，产生巨大能耗。近年来，以新型金属有机骨架材料（MOFs）为吸附剂实现碳氢化合物的高效分离广受关注，但集中于利用MOFs材料中不饱和金属空位与乙烯形成的π键相互作用而选择性吸附乙烯。然而在实际生产中，乙烷杂质的含量较低，需要进行多个吸附-脱附循环才能够得到较高纯度的乙烯产品，显著提高了生产能耗，制约其工业应用。
研究团队利用氧分子先与Fe-MOF材料中的不饱和空位结合，有效阻挡不饱和金属空位与乙烯间的π键相互作用，显著降低乙烯吸附量。同时，新构建的Fe-O2基团能够与乙烷显示出更强的吸附亲和力，实现吸附乙烷强于乙烯，从而达到选择性脱除乙烯中杂质乙烷的目的。该研究不仅巧妙地实现“乙烷-乙烯吸附反转”，也制备出迄今为止最高效的乙烷选择吸附剂，对不同浓度的乙烷/乙烯混合物一步分离得到聚合级乙烯。该研究成果为低碳烃分离开辟了新途径。
图. 中子衍射确定的结构：在7 K下（A）Fe2(dobdc), (B) Fe2(O2)(dobdc), (C) Fe2(O2)(dobdc)吸附氘代乙烷的结构。注意从Fe（II）空位点到Fe（III）-超氧位点的转化以及Fe（III）-超氧位点对乙烷具有优先吸附作用。Fe原子：绿色；C原子：深灰色；O原子：粉色；O22-：红色；H或D原子：白色；乙烷中C原子：蓝色。