气体的高效吸附与分离在能源、环境、化工等诸多领域变得重要。MOF 材料作为一类新型的多孔材料，具有高比表面积、可调的孔道结构和丰富的活性位点，为气体吸附与分离提供了新的解决方案。金属-有机框架（MOF）材料因其结构和性能，在气体吸附与分离领域展现出应用潜力。

MOF 材料对不同气体的吸附特性

氢气吸附：MOF 材料对氢气具有良好的吸附性能。其多孔结构能够提供大量的吸附位点，通过与氢气分子之间的弱相互作用（如范德华力）实现吸附。一些具有特殊结构和金属中心的 MOF 可以提高氢气的吸附量和吸附热，有望应用于氢气的储存与运输，为氢能源的开发利用提供支持。

二氧化碳吸附：在应对全球气候变化的背景下，二氧化碳的捕获与封存备受关注。MOF 材料对二氧化碳表现出较强的亲和力。其孔道结构和功能基团能够与二氧化碳分子发生相互作用，例如，含氨基的 MOF 可以通过氨基与二氧化碳的酸碱反应增强吸附效果。这使得 MOF 材料在二氧化碳捕获技术中具有应用前景。

其他气体吸附：MOF 材料还对甲烷、氮气、氧气等气体有不同程度的吸附能力。通过调节 MOF 的结构和组成，可以实现对特定气体的选择性吸附，为气体混合物的分离提供可能。

MOF 材料在气体分离中的分离机制

尺寸筛分效应：MOF 材料具有规则的孔道结构，不同尺寸的气体分子在通过孔道时会受到限制。较小尺寸的气体分子能够进入孔道被吸附，而较大尺寸的气体分子则被阻挡在外，从而实现基于尺寸差异的气体分离。

吸附选择性差异：由于 MOF 材料与不同气体分子之间的相互作用强度不同，导致其对气体的吸附选择性存在差异。例如，对二氧化碳和氮气的混合气体，MOF 材料可能因为对二氧化碳有更强的吸附作用而优先吸附二氧化碳，实现二者的分离。