吸附分离是高纯化学品制备过程中的关键技术之一,具有能效高、设备紧凑、操作简单等优势。其中,高性能吸附剂的开发是推动吸附分离技术应用的关键。阴离子柱撑微孔材料是一类新型吸附分离材料,具有可设计性强、孔径精确可调的优点,对低碳烃等较多体系表现出良好分离性能。现有吸附过程主要采用固定床工艺,但存在床层压力降大、传热系数低等问题,在处理体量较大的体系时会产生较大能耗,需要对吸附工艺进行设计和优化。本文制备了三种基于阴离子柱撑微孔材料的结构化吸附剂,包括具有丰富孔道结构的中空纤维型吸附剂、聚离子液体凝胶包裹微孔材料的混合基质型吸附剂,用于二氧化硫捕集和低碳烯烃/炔烃的分离,为吸附剂的设计及分离性能的优化提供必要理论依据。阴离子柱撑微孔材料的多孔结构使得其对SO2等气体表现出很好的吸附容量,但这些多孔结构也不可避免会产生共吸附,从而降低选择性。针对其在SO2分离中易受CO2竞争吸附影响的问题,设计了一种聚离子液体凝胶包裹阴离子柱撑微孔材料的混合基质型吸附剂,并系统考察了其对SO2和CO2的吸附分离性能。结果表明,聚离子液体凝胶与阴离子柱撑微孔材料之间有较好的亲和性,可得到无缺陷混合基质吸附剂。聚离子液体表现出较高的SO2/CO2分离选择性,阴离子柱撑微孔材料则对SO2具有优异的吸附性能。因此,该混合基质吸附剂兼具较高二氧化硫吸附容量（0.67mmolg-1）以及SO2/CO2分离选择性（34）,与阴离子柱撑微孔材料相比（0.49）,选择性大为提高,且在动态穿透过程中保留体积达635 mL g-1,从而解决了 SO2/CO2分离过程中选择性和容量难以兼具的难题。针对颗粒装填固定床存在的床层压力大、传质传热系数低等问题,设计制备了一类微孔材料负载中空纤维型的结构化吸附剂。研究了材料类型、制备条件对吸附剂结构的影响,并考察了其对乙烯、乙炔的分离性能。结果表明,通过直接生长法制备的中空纤维吸附剂中阴离子柱撑微孔材料能够达到56.4wt%的负载量,在乙烯/乙炔混合气动态穿透实验中,乙炔的穿透容量达0.19 mmolg-1。进一步采用晶种二次生长法,则能将阴离子柱撑微孔材料的负载量提高到67.8wt%左右,且在乙炔的动态穿透容量达到了 0.30 mmol g-1。进一步,针对部分吸附剂难以通过直接生长法负载的问题,通过直接纺制法将阴离子柱撑微孔材料掺入纺丝液中进行纤维成型,并采用甲醇为凝固浴制备混合基质型纤维吸附剂。研究了纤维吸附剂的制备条件对结构的影响,制备出具有双连续结构的纤维吸附剂,并考察了其气体静态吸附和穿透分离性能。结果表明,这种多孔结构十分有利于气体扩散传质,保证了纤维内部颗粒吸附性能的发挥。在丙烯/丙炔吸附分离实验中,阴离子柱撑微孔材料掺杂量从25wt%提高至75wt%,纤维吸附剂的丙烯、丙炔吸附量按比例提高,证明了纤维内部的绝大部分吸附剂颗粒保持结构稳定并发挥出了气体吸附性能。在丙烯/丙炔混合气穿透实验中,即使在75wt%高掺杂量的纤维中阴离子柱撑微孔材料仍能发挥出与粉末颗粒相当的丙炔动态吸附量,而床层的压力降则显著低于粉末颗粒填装的吸附柱。