氙（Xe）与氪（Kr）作为重要稀有气体在医疗、电子与航天领域应用广泛，二者物理化学性质极为相近，传统低温精馏分离能耗极高，多孔吸附剂为低能耗替代方案，但传统材料选择性与容量有限，金属有机框架虽孔结构可设计，却缺乏基于廉价易得配体的精准孔环境调控策略，非极性孔道可抵抗水汽干扰实现稳定分离，利用天然氨基酸异构体构筑差异孔环境成为高效分离材料设计的新方向。

南京师范大学杨华军团队利用亮氨酸与异亮氨酸异构体构筑一对拓扑相同但性能迥异的 MOF 材料，实现Xe/Kr的高效耐湿分离并建立经济性评价标准，为稀有气体绿色分离提供低成本高性能新方案。相关成果发表于《Angewandte Chemie International Edition》( IF 17)。

研究团队以亮氨酸与异亮氨酸两种非极性异构体为配体，引入四唑辅助配体并以四甲基氟化铵为矿化剂，成功合成一对拓扑相同但侧链分支不同的锌基金属有机框架 Zn-LEU 与 Zn-ILE，单晶 X 射线衍射确认二者均结晶于正交晶系 P2₁2₁2₁手性空间群，孔道尺寸分别为 3.8 Å 与 4.4 Å，Zn-ILE 因侧链空间位阻效应表现出更高骨架刚性（图 1、图 2）。粉末 X 射线衍射与热重分析表明 Zn-ILE 在 pH 2-13 范围内保持结构稳定，热稳定性可达 250 ℃，接触角测试证实其更强疏水性，Zn-LEU 则在温和条件下即发生可逆相转变（图 3）。

气体吸附测试显示，298 K 与 1 bar 条件下 Zn-ILE 的Xe吸附量为 38.9 cm³ g⁻¹，较 Zn-LEU 提升约 40%，Xe吸附热为-41.15 kJ mol⁻¹，高于Kr的-29.57 kJ mol⁻¹，理想吸附溶液理论计算得到 Xe/Kr 分离选择性达 11.23，显著优于 Zn-LEU 的 8.01（图 5、图 6）。动态穿透实验证明 Zn-ILE 在 2 mL min⁻¹ 流速下对 Xe/Kr 混合气体实现有效分离，Kr快速穿透而Xe保留时间长达 25.44 min g⁻¹，在 20% 至 100% 湿度条件下分离性能几乎不受影响，十次循环后性能保持稳定，在 400 ppm 超痕量Xe浓度下仍保持优异捕获能力（图 5）。

成本核算显示 Zn-ILE 合成成本仅 0.988 USD g⁻¹，成本归一化Xe产能达到 2.21×10⁻³ mmol USD⁻¹，在已报道 MOF 材料中位居前列，兼具高性能与经济性（图 7）。密度泛函理论计算揭示Xe与框架形成多重范德华作用，非极性孔环境的色散相互作用实现对高极化率Xe的选择性稳定，孔径精准匹配进一步强化吸附效果（图 6）。