共价有机框架——新兴的有机多孔材料

杨奔 沈淑坤 金普军 罗雨佳 胡鉴勇

引用本文: 杨奔, 沈淑坤, 金普军, 罗雨佳, 胡鉴勇. 共价有机框架——新兴的有机多孔材料[J]. 大学化学, 2026, 41(4): 264-274. doi: 10.12461/PKU.DXHX202502128 shu
Citation:  Ben Yang,  Shukun Shen,  Pujun Jin,  Yujia Luo,  Jianyong Hu. Covalent organic frameworks: emerging organic porous materials[J]. University Chemistry, 2026, 41(4): 264-274. doi: 10.12461/PKU.DXHX202502128 shu

共价有机框架——新兴的有机多孔材料

    通讯作者: 杨奔,E-mail:yangben@snnu.edu.cn; 胡鉴勇,E-mail:hujianyong@snnu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(62374106,52303242);陕西省重点研发计划(2024GX-YBXM-560);陕西省科技创新团队(2022TD-35);教育部产学合作协同育人项目(230907194294153)。

摘要: 共价有机框架(COFs)是一类由有机分子通过共价键连接形成的有机多孔结晶聚合物。COFs具有开放的孔道、可定制的功能和出色的稳定性等特点,在气体吸附、催化、能源存储和生物等领域极具前景。本文将简要介绍COFs的定义和分类、合成方法、发展历史及在新兴领域的应用。最后,本文对COFs材料未来发展所面临的机遇和挑战进行了展望。

English

    1. [1]

      K. Sun, O. J. Silveira, Y. Ma, Y. Hasegawa, M. Matsumoto, S. Kera, O. Krejčí, A. S. Foster, S. Kawai, Nat. Chem. 2023, 15, 136.K. Sun, O. J. Silveira, Y. Ma, Y. Hasegawa, M. Matsumoto, S. Kera, O. Krejčí, A. S. Foster, S. Kawai, Nat. Chem. 2023, 15, 136.

    2. [2]

      M. Wang, S. Fu, P. Petkov, Y. Fu, Z. Zhang, Y. Liu, J. Ma, G. Chen, S. M. Gali, L. Gao, Nat. Mater. 2023, 22, 880.M. Wang, S. Fu, P. Petkov, Y. Fu, Z. Zhang, Y. Liu, J. Ma, G. Chen, S. M. Gali, L. Gao, Nat. Mater. 2023, 22, 880.

    3. [3]

      于宝秋. 髙晶态多孔有机框架的设计合成及其性能研究[博士学位论文]. 北京: 北京科技大学, 2024.

    4. [4]

      姚理义. 面向能量储存与转化的新型共价有机框架的定向构筑[博士学位论文]. 长春: 吉林大学, 2024.

    5. [5]

      A. P. Cote, A. I. Benin, N. W. Ockwig, M. OKeeffee, A. J. Matzger, O. M. Yaghi, Science 2005, 310, 1166.A. P. Cote, A. I. Benin, N. W. Ockwig, M. OKeeffee, A. J. Matzger, O. M. Yaghi, Science 2005, 310, 1166.

    6. [6]

      P. Ghosh, P. Banerjee, Chem. Commun. 2023, 59, 12527.P. Ghosh, P. Banerjee, Chem. Commun. 2023, 59, 12527.

    7. [7]

      E. Jin, M. Asada, Q. Xu, S. Dalapati, M. A. Addicoat, M. A. Brady, H. Xu, T. Nakamura, T. Heine, Q. Chen, Science 2017, 357, 673.E. Jin, M. Asada, Q. Xu, S. Dalapati, M. A. Addicoat, M. A. Brady, H. Xu, T. Nakamura, T. Heine, Q. Chen, Science 2017, 357, 673.

    8. [8]

      K. Xu, Y. Zheng, J. Zhou, Y. Zhao, X. Pang, L. Cheng, H. Wang, X. Zhang, R. Zhang, Z. Jiang, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2417383.K. Xu, Y. Zheng, J. Zhou, Y. Zhao, X. Pang, L. Cheng, H. Wang, X. Zhang, R. Zhang, Z. Jiang, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2417383.

    9. [9]

      H. Wang, J. Zhao, Y. Li, Y. Cao, Z. Zhu, M. Wang, R. Zhang, F. Pan, Z. Jiang, Nano-Micro Lett. 2022, 14, 216.H. Wang, J. Zhao, Y. Li, Y. Cao, Z. Zhu, M. Wang, R. Zhang, F. Pan, Z. Jiang, Nano-Micro Lett. 2022, 14, 216.

    10. [10]

      王琦, 吴雅静, 王军, 林晓. 物理化学学报, 2012, 28 (9), 2108.

    11. [11]

      S. Xu, G. Wang, B. P. Biswal, M. Addicoat, S. Paasch, W. Sheng, X. Zhuang, E. Brunner, T. Heine, R. Berger, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 131, 859.S. Xu, G. Wang, B. P. Biswal, M. Addicoat, S. Paasch, W. Sheng, X. Zhuang, E. Brunner, T. Heine, R. Berger, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 131, 859.

    12. [12]

      X. Liu, Y. Jin, H. Wang, X. Yang, P. Zhang, K. Wang, J. Jiang, Adv. Mater. 2022, 34, 2203605.X. Liu, Y. Jin, H. Wang, X. Yang, P. Zhang, K. Wang, J. Jiang, Adv. Mater. 2022, 34, 2203605.

    13. [13]

      R. Shi, L. Liu, Y. Lu, C. Wang, Y. Li, L. Li, Z. Yan, J. Chen, Nat. Commun. 2020, 11, 16068.R. Shi, L. Liu, Y. Lu, C. Wang, Y. Li, L. Li, Z. Yan, J. Chen, Nat. Commun. 2020, 11, 16068.

    14. [14]

      M. Wu, Z. Zhou, Interdiscip. Mater. 2023, 2, 231.M. Wu, Z. Zhou, Interdiscip. Mater. 2023, 2, 231.

    15. [15]

      张任秀, 赵新, 张云飞. 大学化学, 2025, 40 (4), 174.

    16. [16]

      F. Jin, E. Lin, T. Wang, S. Geng, T. Wang, W. Liu, F. Xiong, Z. Wang, Y. Chen, P. Cheng, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 5643.F. Jin, E. Lin, T. Wang, S. Geng, T. Wang, W. Liu, F. Xiong, Z. Wang, Y. Chen, P. Cheng, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 5643.

    17. [17]

      C. Hsueh, C. He, J. Zhang, X. Tan, H. Zhu, W. Cheong, A. Li, X. Chen, H. Duan, Y. Zhao, C. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 33857.C. Hsueh, C. He, J. Zhang, X. Tan, H. Zhu, W. Cheong, A. Li, X. Chen, H. Duan, Y. Zhao, C. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 33857.

    18. [18]

      C. Shu, P. Xie, X. Yang, X. Yang, H. Gao, B. Tan, X. Wang, J. Mater. Chem. A 2024, 12, 25927.C. Shu, P. Xie, X. Yang, X. Yang, H. Gao, B. Tan, X. Wang, J. Mater. Chem. A 2024, 12, 25927.

    19. [19]

      Y. Kim, J. Jeon, Y. Kim, H. Noh, J. Seo, J. Kim, G. Lee, J. Baek, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, 202307991.Y. Kim, J. Jeon, Y. Kim, H. Noh, J. Seo, J. Kim, G. Lee, J. Baek, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, 202307991.

    20. [20]

      T. Sun, Z. Wang, Y. Wang, Q. Xu, K. Wang, J. Jiang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, 202422814.T. Sun, Z. Wang, Y. Wang, Q. Xu, K. Wang, J. Jiang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, 202422814.

    21. [21]

      宋肖锴, 罗世鹏, 张慧, 刘维桥, 徐庆, 史壮志. 大学化学, 2022, 37 (1), 2105001.

    22. [22]

      N. Fu, Y. Liu, K. Kang, X. Tang, S. Zhang, Z. Yang, Y. Wang, P. Jin, Y. Niu, B. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202412334.N. Fu, Y. Liu, K. Kang, X. Tang, S. Zhang, Z. Yang, Y. Wang, P. Jin, Y. Niu, B. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202412334.

    23. [23]

      L. Liu, D. Cui, S. Zhang, W. Xie, C. Yao, Y. Xu, Dalt. Trans. 2023, 52, 2762.L. Liu, D. Cui, S. Zhang, W. Xie, C. Yao, Y. Xu, Dalt. Trans. 2023, 52, 2762.

    24. [24]

      L. Liu, D. Cui, S. Zhang, W. Xie, C. Yao, N. Xu, Y. Xu, Dalt. Trans. 2023, 52, 6138.L. Liu, D. Cui, S. Zhang, W. Xie, C. Yao, N. Xu, Y. Xu, Dalt. Trans. 2023, 52, 6138.

    25. [25]

      K. Kang, X. Tang, J. Duan, B. Yang, J. Hu, Energy & Fuels 2024, 39, 921.K. Kang, X. Tang, J. Duan, B. Yang, J. Hu, Energy & Fuels 2024, 39, 921.

    26. [26]

      Y. Xu, H. Xue, X. Li, X. Fan, P. Li, T. Zhang, K. Chang, T. Wang, J. He, Nano Res. Energy 2023, 2, 1.Y. Xu, H. Xue, X. Li, X. Fan, P. Li, T. Zhang, K. Chang, T. Wang, J. He, Nano Res. Energy 2023, 2, 1.

    27. [27]

      X. Li, K. Zhang, Z. Li, Y. Yan, Y. Yuan, L. Ma, K. Xie, K. Loh, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, 202217869.X. Li, K. Zhang, Z. Li, Y. Yan, Y. Yuan, L. Ma, K. Xie, K. Loh, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, 202217869.

    28. [28]

      王超宇, 赵璐, 王科伟, 白云峰, 冯锋. 应用化学, 2023, 40 (7), 976.

    29. [29]

      L. Ge, C. Qiao, Y. Tang, X. Zhang, X. Jiang, Nano Lett. 2021, 21, 3218.L. Ge, C. Qiao, Y. Tang, X. Zhang, X. Jiang, Nano Lett. 2021, 21, 3218.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  66
  • HTML全文浏览量:  15
文章相关
  • 发布日期:  2025-09-01
  • 收稿日期:  2025-02-26
  • 接受日期:  2025-04-08
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章