金属-有机骨架（MOF）是由金属离子/簇和有机配体配位形成的晶体材料。由于具有可控制的孔形状和尺寸以及高比表面积,MOF材料受到了广泛的关注,并在气体分离领域取得了显著进展。在各种气体分离中,最近二十几年主要围绕CO2捕获和轻烃分离两个主题进行研究。本论文针对MOF材料难以同时达到较高的选择性与吸附容量（即所谓的trade-off效应）以及水热稳定性差等问题,我们设计合成了四种新型金属簇基MOF材料,用于C2H2的分离提纯。利用单晶X-射线衍射、红外、热重、元素分析和X-射线粉末衍射对晶体材料进行结构及组成等基本表征;利用气体吸附仪和固定床动态穿透实验进行气体吸附与分离性能研究;利用密度泛函理论（DFT）计算进行了分离机理的研究。本论文一共完成了以下几个工作:设计合成了新型MOF材料NbU-6,它具有最小的金属活性平面,用于研究极具挑战性的C2H2/C2H4和C2H2/CO2分离。DFT计算表明,吸附能的差异是C2H2/C2H4和C2H2/CO2混合物具有良好分离性能的原因,而前线分子轨道表明吸附能的差异源于气体分子的轨道对称性差异。这些结果不仅提供了对分离机理的深入了解,而且提供了制备高效吸附剂的替代策略。设计合成了阴离子型MOF材料NbU-8,它具有超微孔结构和Lewis碱性位点。两种策略的结合使材料具有较高的C2H2吸附能力(在298 K下为182.9 cm~3 g-1),同时实现对C2H2/C2H4和C2H2/CO2混合物的高效分离。动态穿透实验验证了C2H2/C2H4和C2H2/CO2的分离效率。DFT计算进一步证实羟基和超微孔结构在有效捕获乙炔分子中起着重要的协同作用。用水热法合成一种新型水稳定性MOF材料,NbU-9-NH2。氨基的引入增强了对C2H2的吸附能力和对C2H2/CH4的吸附选择性。DFT计算证实,增强的乙炔吸附性能主要来源于C2H2的氢原子和氨基的氮原子之间的弱氢键。用水热法成功构建了新型MOF材料,NbU-10（?）S。有机配体中疏水苯环的存在,使NbU-10（?）S在高温下,甚至在约Ph=4-13的宽酸碱度范围内的水溶液中表现出高稳定性。磁性研究表明,NbU-10（?）S中的四核Co（II）单元表现出明显的反铁磁性质。然而,在材料中没有路易斯碱性功能位点和开放金属位点的情况下,NbU-10在理想吸附溶液理论（IAST）计算和动态穿透实验中仍然显示出较高的C2H2/CO2和C2H2/C2H4选择性。此外,通过DFT计算确定了不同气体分子的吸附特性。