综述：希夫碱共价有机框架材料在光催化中的应用：从基础到实践

这篇综述系统阐述了基于希夫碱化学（Schiff base）或动态亚胺化学合成的共价有机框架（COFs）材料在光催化领域的突破性进展。通过π共轭结构和供体-受体（D-A）框架设计，这类材料实现了从紫外到近红外的带隙调控，显著提升了光吸收、电荷分离和电子传输效率，在有机转化、产氢（H2）、二氧化碳（CO2）还原及污染降解等应用中展现出巨大潜力。

　　

Abbreviations

本文涉及的缩写包括：COFs（共价有机框架）、MOFs（金属有机框架）、2D/3D（二维/三维结构）、DMSO（二甲基亚砜）等，这些术语将贯穿全文讨论。

Design of COFs based on Schiff base chemistry

希夫碱COFs的设计核心源于框架化学理论，通过次级构建单元的几何拓扑学实现精准调控。相较于传统无机多孔材料，其优势在于可定制的有机模块和动态共价键（如亚胺、腙、嗪和β-酮烯胺键），赋予材料优异的结晶性和孔隙率。

Synthesis of Schiff base COFs

自2005年Yaghi团队首次报道溶剂热法合成COFs以来，研究者们不断优化反应温度、溶剂组合（如DMF/DMAc）和机械化学（MC）条件，以平衡框架形成与结晶度。例如，以1,3,5-三甲酰基间苯三酚（TP）为节点的COFs，在离子液体[BMIm][NTf₂]中展现出增强的稳定性。

Fundamentals of Schiff base COFs for Photocatalysis

光催化过程始于光子吸收生成电子-空穴对，其效率受能带结构、电荷迁移率和表面活性位点影响。希夫碱COFs的独特之处在于：

1. 广谱光捕获：D-A框架通过π离域扩展吸收边至近红外；
2. 定向电荷传输：如四(4-甲酰基苯基)甲烷（TFPM）与联苯二胺（DABP）构建的COFs，其电子迁移率提升3个数量级；
3. 可修饰活性位点：亚胺氮原子可锚定金属离子（如Co²⁺），促进CO₂还原为甲酸。

Imine-linkage COFs

亚胺键COFs的稳定性源于其耐水解特性，且氮原子可配位金属催化剂。例如，基于1,3,5-三(4-氨基苯基)苯（TAPB）的COFs在可见光下产氢速率达12.8 mmol·g^-1·h^-1，归因于有序的电子通道和暴露的亚胺活性位点。

Conclusion and future perspectives

尽管希夫碱COFs在光催化中已取得显著成果，但规模化合成、长期稳定性及机理原位表征仍是挑战。未来研究可聚焦于：

• 开发非贵金属协同催化体系；
• 构建3D互穿网络增强光捕获；
• 利用机器学习预测最优构建单元组合。

（注：全文严格依据原文内容缩编，未新增非原文信息）