共價有機框架(COFs)是化學領域中備受矚目的一類多孔材料,以其獨特的結構和卓越的催化性能吸引著科學家們的興趣。這些材料是通過熱力學可逆反應,例如硼酸脫水和鄰苯二酚縮合,精心設計的。它們遵循網狀化學原則,展現出豐富的二維(如C2+C2, C3+C3)和三維(如C2+T4)拓撲結構。COFs的四大類別包括高交聯聚合物(HCPs)、微孔聚合物(PIMs)、共軛微孔聚合物(CMPs)以及具有獨特性能的共價有機框架(COFs)或枯仿。這些材料類似于有機沸石,以其獨特的網狀結構脫穎而出。它們的制備過程通常通過熱力學可逆反應實現,如溶劑熱或離子熱,因此具有卓越的化學穩定性。例如,嚴玉山等人研發的BF-COFs在Knoevenagel反應中的催化效率,直接取決于其有序孔道的尺寸調控,這顯示了其在底物傳質和選擇性催化中的優勢。在催化劑應用方面,COFs提供了兩種設計策略:本征型和負載型。本征型是指內在活性中心的直接引入,如在Pd/COF-LZU1中,這種敗迅設計在Suzuki偶聯反應中展現出卓越性能。負載型則是通過載體負載金屬,如Pd,實現高效的多相催化,顯示出優異的選擇性和可重復使用性。COFs在催化領域的廣泛應用引起了廣泛關注,它們可以催化各種有機反應,如Pd催化的偶聯反應和Knoevenagel縮合,這預示著它們在多相催化領域具有廣闊的應用前景。這樣的材料有望成為未來催化技術的重要革新者,推動化學反應的高效性、選擇性和可持續性。目前,COFs的研究仍在不斷深入。科研進展,如付先彪和喻桂朋在《化學進展》(2016)上的探討,以及丁思雨等人在《化學社會評論》(2013)和《Angewandte Chemie》(2014)中的工作,以及ACS在2011年的文衫纖章133(49): 19816-19822,都在揭示著這一材料家族的無窮潛力。