C1-C3轻烃的分离与纯化是石油化工行业中必不可少的分离过程。目前,C1-C3轻烃的分离主要采用能耗极高的低温精馏法,因此,在常温下即可实现轻烃分离的吸附分离技术受到了广泛关注。吸附剂是吸附技术的核心。C2H6/C2H4吸附分离过程中,优先吸附C2H6型材料能够一步分离得到高纯C2H4,大大降低了再生能耗,但该类材料存在C2H6吸附量较低和水汽稳定性较差的问题;同时,在C1/C2/C3烷烃分离过程中,现有材料仍存在低压C2H6吸附量低且C2/C1分离选择性偏低的问题。针对以上问题,本文研究了一种高稳定性的优先吸附C2H6型Y-TATB材料及C2H6和C2H4在该材料上的吸附相平衡和吸附机理。同时,还研究了一种具有高C2H6吸附量和高C2/C1吸附选择性的Cu-IPA材料,测试了C1/C2/C3烷烃在该多孔材料上的吸附相平衡,并通过计算模拟分析其吸附机理。本文研究工作具有重要的研究价值和应用意义。本文研究了一种优先吸附C2H6的高稳定性钇基Y-TATB材料及其对C2H6/C2H4的吸附分离性能,并采用分子模拟研究其对C2H6/C2H4的吸附机理。Y-TATB材料呈现出优先吸附C2H6的分离性能,298 K和100 k Pa下,该材料对C2H6和C2H4的吸附容量分别为4.33 mmol/g和2.98 mmol/g,对C2H6/C2H4的吸附量之比达1.45,属于已报道材料中的较高水平。此外,Y-TATB材料具有高热稳定性（20～550℃）和水汽稳定性,连续3次的吸附透过实验表明Y-TATB材料对C2H6/C2H4混合气具有较好的动态吸附分离性能和循环再生稳定性。分子模拟表明,Y-TATB结构中含有三角双锥型孔笼,C2H6和C2H4分别主要吸附在6-连接Y（III）簇和12-连接Y（III）簇附近。对于C2H6,由于6-连接Y（III）簇相连的TATB3-配体之间的距离更近,三个TATB3-配体能够协同地与C2H6形成5个C-H…π范德华相互作用。对于C2H4,12-连接Y（III）簇相连的四个对称TATB3-配体在结构上与C2H4较为匹配,所以C2H4主要吸附在空间较大的12-连接Y（III）簇附近,仅形成了4个C-H…π范德华相互作用,较远的作用距离有效削弱了C2H4的吸附亲和力。因此,Y-TATB材料对C2H6的吸附亲和力强于C2H4,使得Y-TATB材料能够优先吸附C2H6,并表现出优异的C2H6/C2H4吸附分离性能。本文首次设计合成出铜基多孔材料Cu-IPA,并研究其对C1/C2/C3吸附分离性能和吸附机理。在298 K和100 k Pa下,Cu-IPA材料对C3H8,C2H6和CH4的平衡吸附量分别为3.10 mmol/g,2.57 mmol/g和0.81 mmol/g,吸附量大小顺序为:C3H8>C2H6>CH4。值得一提的是,在10 k Pa下,Cu-IPA材料对C2H6的吸附量已达1.33 mmol/g,对C2/C1混合气（10:85,v:v）的吸附分离选择性高达35,其C2/C1吸附选择性处于同期已报道吸附材料中的领先水平。Cu-IPA材料在连续3次吸附透过测试后仍能保持优异的动态吸附分离性能,该材料表现出较好的吸附-脱附循环稳定性。分子模拟表明:Cu-IPA结构中存在孔径较小的三角形孔道（位点I）和孔径较大的六边形孔道（位点II）。CH4,C2H6和C3H8均优先吸附在孔径更小的强吸附作用位点I,而位点I的孔道中分布着丰富的氧原子,其较强的电负性使得骨架能够与极化率更高的C2H6和C3H8形成更强的C-H…O范德华相互作用。此外,位点I适当的孔径大小使得C2H6和C3H8均吸附在位点I的中央,能够均匀地与各方向上的氧原子相互作用,分别形成了6个和8个C-H…O范德华相互作用。而分子尺寸较小的CH4仅形成了2个C-H…O范德华相互作用,其吸附亲和力较弱。因此,C2H6和CH4在Cu-IPA材料上的吸附作用力差异较大,使得Cu-IPA材料能够实现对C2H6/CH4的高选择性分离。