过在合成金属有机框架材料（MOF）的过程中，引入多个金属或配体来丰富孔道环境，从而创造出具有独特性能的多变量MOF已经被广泛应用于气体吸附分离等领域。与MOF的概念类似，氢键有机框架（HOFs）是一类通过非共价相互作用结合在一起的结晶多孔分子材料。受到蛋白质链通过碱基对互补作用有序组装成双螺旋DNA结构的启发，研究人员多年来一直试图将多组分引入到HOF框架的晶态结构中，但未能成功。

近日，复旦大学李鹏等人首次报道了一种精确合成多变量氢键有机框架材料(MTV-HOF)的方法，并实现了对芥子气模拟物CEES的选择性吸附分离。这些多变量的HOF可以通过混合多达四种含有不同官能团取代的H₄TBAPy-R (R=H, CH₃, NH₂, F)基元分子，并利用形状匹配规则生长共晶，获得了十一种含有不同官能团排列组合方式的多变量MTV-HOF-101。

通过单晶衍射、核磁共振（NMR）光谱、拉曼光谱、水吸附等温线和密度泛函理论（DFT）计算，验证了这些  MTV-HOFs 是由含有不同官能团的单体组成的单晶材料。通过调整官能团的组合和比例，这些 MTV-HOFs  表现出可调的疏水性，吸附拐点从相对湿度 50% 到 80% 不等。应用显示，由此产生的 MTV-HOFs  能够从湿气中捕捉芥子气模拟物——2-氯乙基硫醚（CEES）。不同官能团在 MTV-HOFs 孔隙中的位置产生了协同效应，从而使 CEES/H2O  的选择性（高达 94%）。相较于仅含纯组分的HOFs和基准MOF材料，MTV-HOFs具有更优异的性能。并且与基准 MOF  材料相比，穿透分离的效果更加显著（高达 4000 min/g）。

相关成果以题为“  Multivariate hydrogen-bonded organic frameworks with tunable permanent  porosity for a mustard gas simulant capture“发表在《德国应用化学》(Angewandte  Chemie)上,并入选当期的“Hot Paper。论文第一作者为复旦大学化学系博士研究生高翔宇，论文通讯作者为复旦大学化学系李鹏研究员。

Angew. Chem. Int. Ed.2023, e202312393.