乙烯作为一种重要的化工原料,其分离纯化在化工领域中占有重要的地位。此外,六氟化硫是一种应用非常广泛的绝缘气体,但其排放可导致强烈的温室效应,因此其分离回收在环境保护方面意义重大。金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOF)材料由于具有高孔隙率,高比表面积和尺寸可调控的特点,在气体吸附分离应用领域中受到了高度关注。鉴于该类材料种类和结构变化多样,本论文基于材料基因组学的指导思想,利用从剑桥晶体结构数据库,收集出962个含有Cu2(COO)4轮桨型次级无机结构基元的MOF材料,并面向C2H4纯化和SF6分离的应用,进行了大规模的材料计算筛选研究。开展的主要研究工作如下:1.基于密度泛函理论的计算结果,开发出了可用于描述C2H4与Cu开放金属位点之间相互作用行为的精确分子力场,并利用其开展了面向C2H2/C2H4体系分离的大规模计算筛选研究,并根据模拟结果建立的构效关系,识别出了一些高性能材料。在此基础上,通过引入氟基团(-F)的材料改性研究,发现不饱和铜位点与靠近不饱和铜位点的苯环上F原子间能够产生显著的协同作用,可极大提高材料对C2H2的分离效果。2.基于上述开发的分子力场,开展了面向C2H4/C2H6分离的计算筛选研究。根据模拟结果确立高性能材料对应的最佳结构特征区间,获得了一种具有潜在高效分离效果的材料,并通过机理分析揭示出开放金属位点在强化分离过程的重要作用。评价了几种基团对高性能材料的改性效果,发现引入羟基(-OH)的母体材料对C2H4/C2H6的分离效果有了明显的提升。3.通过对比用于描述SF6分子的各种势能模型,本工作选用最为精确的SF6七点带电模型进行SF6/N2的分离筛选研究。通过研究获得了材料的最佳特征区间,并确定了5个可以高效分离SF6/N2的材料,它们的分离效果均超过了文献报道的材料。