高效的小分子气体分离技术在石油化工和环保领域都有着重要需求,如小分子烯烃烷烃的分离和CO₂的捕获等。因此,发展高效节能的小分子气体吸附分离技术具有重要需求和战略意义。围绕这一需求,本文研究了常温合成的MIL-100（Fe）在潮湿条件下对小分子气体CO₂/N₂的吸附分离性能;研究了Cu-BTC对丙烯丙烷的吸附性能,并探索了增强其丙烯丙烷吸附性能的改性方法及机理。本文的探索对于推动MOFs的工业化应用具有重要意义。本文应用常温合成方法成功合成了RT-MIL-100（Fe）,测定了材料对CO₂,C₂H₄/C₂H₆和C₃H₆/C₃H₈的吸附等温线,并应用固定床研究了潮湿环境中的水汽增强材料对CO₂的吸附性能,同时探究了温度对透过曲线的影响以及RT-MIL-100（Fe）的再生性能。MIL-100（Fe）和对CO₂的吸附量为3.42 mmol/g;RT-MIL-100（Fe）对C₃H₆/C₃H₈的IAST吸附选择性为2.7～35.7;对C₂H₄/C₂H₆的IAST选择性分别达到6.6～152.3。固定床实验发现,在潮湿条件下,材料对低浓度CO₂的动态吸附容量是在干燥条件下的2.58倍。本文通过常温快速合成方法合成了Pyr@Cu-BTCs和Ura@Cu-BTCs,并对材料进行了表征及水汽稳定性测试。这两个样品的BET比表面积分别可达1575.16 m²/g和1504.39m²/g,略低于Cu-BTC的1605.34 m²/g,红外谱图表明吡咯成功负载在Cu-BTC上。水汽稳定性测试结果表明:样品暴露在潮湿空气中20天后,Cu-BTC的晶体结构几乎完全坍塌,而所研制的两种新材料Pyr_1/3@Cu-BTC和Ura_1/3@Cu-BTC均保持良好晶体结构,具有良好的水汽稳定性。本文研究了Pyr@Cu-BTCs和Ura@Cu-BTCs材料对丙烯丙烷的分离性能,并使用计算模拟研究了Pyr@Cu-BTC增强丙烯丙烷吸附分离的机理。Pyr_1/3@Cu-BTC和Ura_1/3@Cu-BTC均是优先吸附丙烯的材料,在298 K、100 k Pa下,Cu-BTC对C₃H₆/C₃H₈的IAST选择性为5.65,而Pyr_1/3@Cu-BTC对对C₃H_6//C₃H₈的IAST选择性高达到8.33,对C₃H₆和C₃H₈的吸附容量分别达7.60 mmol/g和6.67 mmol/g。固定床透过实验显示,Pyr_1/3@Cu-BTC具有比Cu-BTC更优良的动态分离性能,可在常温条件下充分分离丙烯丙烷二元混合物。