二氧化硫是大气中的主要污染物之一，严重危害人体健康，并且是酸雨的重要来源，毒性大、腐蚀性强，给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。劣质化石燃料的燃烧和天然气净化过程会释放大量的二氧化硫，必须进行深度分离才能满足排放标准。此外，在选择性催化还原氮氧化物、甲烷催化燃烧、低碳烃转化等工业催化反应和烟气脱除二氧化碳等过程中，痕量二氧化硫的存在即会使催化剂或分离材料中毒，且不可逆转。
由于气体中其他成分的含量通常远大于二氧化硫，痕量二氧化硫的超深度分离极具挑战。特别是二氧化碳和二氧化硫的分子结构相似，且都是酸性气体，在较高浓度二氧化碳的存在下实现痕量二氧化硫的深度分离尤为困难。目前的气体脱硫工艺主要采用基于石灰石浆与二氧化硫反应的湿法脱硫，通常只能转化95%左右的二氧化硫，无法用于工业中痕量二氧化硫的深度脱除，并且该方法产生的湿烟气中含有的硫酸盐等污染物加剧了雾霾的形成。吸附分离是一种绿色高效的分离方法，但传统吸附材料存在二氧化硫吸附容量小、二氧化碳/二氧化硫选择性低等不足。
