Developing cost-/energy-efficient separation techniques for purifying ethylene from an ethylene/ethane mixture is highly important but very challenging in the industrial process. Herein, using a bottom-up [8 + 2] construction approach, we rationally designed and synthesized three three-dimensional covalent organic frameworks (COFs) with 8-connected bcu networks, which can selectively remove ethane from an ethylene/ethane mixture with high efficiency. These COF materials, which are fabricated by the condensation reaction of a customer-designed octatopic aldehyde monomer with linear diamino linkers, possess high crystallinity, good structural robustness, and high porosity. Attributed to the well-organized micro-sized pores with a nonpolar/inert pore environment, these COFs display high ethane adsorption capacity and good selectivity over ethylene, making them among the best ethane-selective adsorbents for ethylene purification. Their excellent ethylene/ethane separation performance is validated by dynamic breakthrough experiments with high-purity ethylene (>99.99%) produced through a single adsorption process. The separation performance surpasses all reported C2H6-selective COFs and even some benchmark metal-organic frameworks. This work provides important guidance for the design of new adsorbents for value-added gas purification.

Solid‐state electrolytes (SSEs) with high Li‐ion transference numbers and fast ionic conductivity are urgently needed for technological innovations in lithium‐metal batteries. To promote the dissociation of ion pairs and overcome the mechanical brittleness and interface defects caused by traditional fillers in polymeric electrolytes, we designed and fabricated a cationic hypercrosslinking metal‐organic polyhedra (HCMOPs) polymer as SSE. Benefiting a three‐component synergistic effect: cationic MOPs, branched polyethyleneimine macromonomer and polyelectrolyte units, the Li‐HCMOP electrolyte possesses a high Li‐ion conductivity, a high Li‐ion transference number and a low activation energy. Their LiFePO4/Li batteries exhibit high capacity with superior rate performance and cycling stability. Moreover, soluble MOPs serve as high crosslinking nodes to provide excellent mechanical strength for electrolytes and good compatibility with polymers. This work highlights an effective idea of high‐performance MOP‐based solid‐state electrolytes applied in LMBs.

Solid‐state electrolytes (SSEs) with high Li‐ion transference numbers and fast ionic conductivity are urgently needed for technological innovations in lithium‐metal batteries. To promote the dissociation of ion pairs and overcome the mechanical brittleness and interface defects caused by traditional fillers in polymeric electrolytes, we designed and fabricated a cationic hypercrosslinking metal‐organic polyhedra (HCMOPs) polymer as SSE. Benefiting a three‐component synergistic effect: cationic MOPs, branched polyethyleneimine macromonomer and polyelectrolyte units, the Li‐HCMOP electrolyte possesses a high Li‐ion conductivity, a high Li‐ion transference number and a low activation energy. Their LiFePO4/Li batteries exhibit high capacity with superior rate performance and cycling stability. Moreover, soluble MOPs serve as high crosslinking nodes to provide excellent mechanical strength for electrolytes and good compatibility with polymers. This work highlights an effective idea of high‐performance MOP‐based solid‐state electrolytes applied in LMBs.