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轻烃小分子分离是石油工业中非常重要的化工分离过程,目前主要依靠低温蒸馏技术来实现,巨大的能耗是目前工业中面临的瓶颈问题。寻找常温常压下实现轻烃小分子高效分离的技术方法是未来的发展方向。以新型多孔金属有机骨架材料（MOFs）为核心的吸附分离技术近年来受到人们广泛关注,MOFs材料由于其高比表面、高孔隙率、结构多样化、孔径和化学功能可调等优势,在轻烃气体吸附分离领域表现出巨大的潜在应用前景。但目前部分MOFs存在一个较为普遍的问题:一些对轻烃气体具有优异吸附分离性能的低价态MOFs,一旦遇到水汽就会导致其孔道塌陷,总体上表现出水/水汽稳定性差。因此,本文通过合成高稳定性的高价态Zr（IV）和Fe（III）基MOFs材料,对它们用于C1-C3吸附分离的性能和水/水汽稳定性进行了研究,并对不饱和卟啉Zr基PCN-224材料进行氟改性以提高其抗水汽性能。论文研究内容和成果总结如下:1)制备了高结晶性的PCN-224多孔材料,并考察了其化学和水汽稳定性及对C1-C3轻烃的吸附分离性能。结果表明:PCN-224在水溶液浸泡48 h后仍具有良好的稳定性,这是由于高价的Zr阳离子与卟啉阴离子分别属于硬路易斯酸和硬碱,通过强的静电作用结合成强的配位键,增强了水稳定性;在298 K和100 kPa下,PCN-224对CH4、C2H6和C3H8的饱和吸附容量分别为0.48、2.93和8.25 mmol·g-1,C2/C1和C3/C1的IAST选择性分别为12和609;采用PCN-224多孔材料可实现在常温常压下将C1/C2/C3高效吸附分离,其中对C3/C1的分离性能与已报道数据相比,处于国际先进水平。2)合成了Fe基MIL-142A多孔材料,并研究了其化学和水汽稳定性及对C1-C3的吸附分离性能。结果表明:MIL-142A具有超高的化学和水汽稳定性,在水溶液中浸泡7天和在80%的高湿度下放置15天仍能保持结构稳定;MIL-142A还具有良好的C1/C2/C3的吸附分离性能,并且在常温常压下可以实现将三者分离,其C3/C1的IAST选择性超过了1000。3)合成了Fe基MIL-143多孔材料,研究了其对乙烯乙烷的吸附分离性能和稳定性。结果表明:MIL-143材料具有优先吸附乙烷的性能,在298 K和100 kPa下,对C2H6和C2H4的吸附容量分别为2.6和2.2 mmol·g-1,C2H6/C2H4选择性为1.5;此外,MIL-143还具有良好的水稳定性。4)通过氟后改性方法制备了PCN-224-Fn多孔材料,并对其水汽稳定性作了系统研究。结果表明:全氟烷酸通过酯化反应嫁接到PCN-224上,明显提高了材料抗水汽性能,在55%湿度空气中放置20天后,PCN-224的BET比表面积仅剩其暴露水汽前的9%,PCN-224-F5还保持原来的90%,PCN-224-F7的BET几乎没有下降;在湿度为0-90%的水汽吸附后,PCN-224的BET基本为零,PCN-224-F5还剩原来的31%,PCN-224-F7仍能保持原来的85%以上,表明材料的耐湿度范围逐渐增大;测定在55%的湿度下20天后材料的乙烯乙烷吸附量,PCN-224降低了61%,PCN-224-F5降低了13%,PCN-224-F7没有降低;氟前驱物从三氟烷酸到七氟烷酸,材料的水接触角从60°增加到76°,说明氟改性提高PCN-224的疏水表面,并显著强化了它的水汽稳定性。