综述：共价有机框架：结构、合成与功能应用的新兴前沿

《Applied Materials Today》：Covalent organic frameworks: Emerging frontiers in structure, synthesis, and functional applications

这篇综述系统阐述了共价有机框架（COFs）的晶体结构设计、动态共价化学（DCC）合成策略及其在气体存储、药物递送（drug delivery）、光动力治疗（PDT）等领域的突破性应用，特别强调了其可调孔隙率、高比表面积和B3O3等特征键对多功能化的支撑作用。

　　

Solvothermal synthesis

共价有机框架（COFs）的溶剂热合成法通过在真空密封Pyrex管中加热单体溶液实现，关键参数包括温度、溶剂极性和反应时间。该方法可制备具有B-O键（如COF-1的B₃O₃环）或亚胺键的二维/三维晶体框架，其孔隙率可通过单体拓扑结构精确调控。

B-O linkages

硼氧键（如硼嗪、硼酸酯）是COFs的重要连接方式。通过六元平面B₃O₃环自缩合构建的COF-1展现了高结晶度，而硼酸酯连接的COF-5则通过1,4-苯二硼酸与2,3,6,7-四羟基蒽醌缩合形成扩展π共轭体系，显著提升氢气存储能力（2.7 wt% at 77K）。

Hydrogen gas

COFs在氢能领域展现出巨大潜力，其纳米级孔道可通过量子效应增强H₂吸附。含富电子芳环的COF-102在35 bar下实现7.2 wt%储氢容量，而引入金属配位位点（如Ni²⁺）可进一步通过Kubas效应提升吸附焓。

Summary and future prospect

尽管COFs在生物医学（如pH响应性药物控释）和能源领域（光催化水分解）取得进展，但大规模制备、长期稳定性及体内生物相容性仍是挑战。未来开发新型连接方式（如烯烃C=C）和多功能集成设计将成为研究热点。