近年来，共价有机骨架（COF）因其孔道结构可设计、稳定性高及易于成膜等特性，成为多孔材料及膜技术领域的一个科学前沿。目前已报道的COF膜材料普遍存在乙炔分子识别能力不足的问题，从而导致乙炔/乙烯分离选择性偏低。针对上述问题，邹小勤教授/朱广山教授团队通过单体结构设计构建了一种具有官能团对的超微孔二维COF材料，并采用自上而下的策略剥离成超薄纳米片，制备成COF薄膜用于高效分离乙炔/乙烯（图1）。

研究者设计了分别含N, O官能团的三醛基间苯三酚（TP）和5, 8-二氨基异喹啉（IQD）单体，成功合成了骨架上共存N-O功能对的超微孔TP-IQD COF。平面结构的单体有利于COF层的π-π堆积，大的IQD单体以及[2+3]连接模式易于超微孔的形成，N, O官能团在孔道内壁可构成功能对，这些结构特征赋予了此种COF在物质传输中兼具分子筛分效应和选择性吸附的优势。吸附结果表明，TP-IQD COF在1 bar、298 K下的乙炔吸附量为46 cm³ g^-1、乙炔/乙烯选择性为14，远高于单一官能团的COFs。此外，采用机械研磨法将该二维COF材料剥离成超薄纳米片，并与商用高分子6FDA-ODA浇筑成TP-IQD/6FDA-ODA混合基质膜。所制备的COF膜在乙炔/乙烯气体分离中表现出优异的乙炔渗透性和乙炔/乙烯渗透选择性，分别是聚合物膜的430%和160%，进一步证实了官能团对的构建策略有利于制备具有乙炔/乙烯分离导向的COF膜材料（图2）。

在本项工作中，邹小勤教授/朱广山教授团队以乙炔/乙烯分离为功能导向，发展了一种官能团对构建策略大幅提升超微孔COF材料的乙炔/乙烯膜分离性能，该策略为今后设计合成具有高性能COF分离膜提供了一种新思路。