共价有机框架（Covalent-Organic Frameworks, COF）是以C、O、N、B等元素通过可逆缩合反应，以共价键连接形成的二维或三维多孔结晶聚合物。其内部存在均匀分布的孔道结构（与金属有机框架材料类似），而且密度较低，具有较好的结构稳定性，在气体储存与分离、催化、光电材料、环境、生物医yao等领域得到广泛的研究。
COF的初次合成
（1）二维COF
2005年，美国加州大学伯克利分校的Omar M. Yaghi教授研究小组利用1,4-对苯二硼酸自聚脱水缩合、对苯二硼酸与六羟基三苯缩合，首次合成共价有机框架材料COF-1和COF-5，孔径分别为15 Å和27 Å，比表面积分别为711 m2/g和1590 m2/g。
WWW.kEMAOwAnG。org.Cn（2）三维COF
WWW.kEMAOwAnG。org.Cn2007年，Yaghi教授研究小组又采用四苯甲烷硼酸自聚、四苯甲烷硼酸与六羟基三苯共聚合成了一系列三维COF：COF-102、 COF-105、 COF108，密度分别为：0.41g/cm3、0.18g/cm3 和0.17g/cm3。
COF的分类
按共价键的类型分类，可以将COF分为硼酸酐和硼酸酯类、三嗪类、席夫碱类以及聚酰亚胺类等。
COF的合成方法
（1） 溶剂热法
将COF材料前驱体与所需溶剂混合 放入密闭小瓶或密封 Pyrex玻璃管中，加热至一定温度，可以得到结晶度和孔隙率都较好的产物。但是溶剂热法合成时间比较长，所需温度较高。
（2） 微波辅助合成法
WWW.kEMAOwAnG。org.Cn微波辅助合成法的特点是反应时间短，温度较低，可大量合成。
（3） 离子热法
离子热法目前仅被应用于三嗪类共价有机框架材料的合成。该方法反应条件比较苛刻，而且较高的反应温度对构建单元的热稳定性要求也增高。
（4） 机械研磨合成法
β-酮胺和亚胺类COF也可以采用机械研磨法合成，该方法快速简单，但是产物结晶度较低，通常具有无定型结构。
COF的应用
（1） 气体储存与分离
COF由于具有规则的孔道结构、较大的比表面积，在气体储存与分离方面具有很大优势。
2009年，Yaghi小组将多种COF应用于H2、CH4、CO2气体储存。其中，COF-102，COF-103对H2、CH4、CO2表现出优越的吸附特性。
WWW.kEMAOwAnG。org.Cn（2） 催化
2011年，兰州大学王为教授课题组利用均苯三甲醛和*合成了COF-LZU-1，同时将醋酸钯负载其中，应用在Suzuki-Miyaura偶联反应的催化上，这也是首次将多孔COF材料作为催化剂载体，应用于异相催化领域。
（3） 医yao
2015年，美国特拉华大学严于山老师与合作者，使用均苯四甲酸二酐和1,3,5,7-四胺基金刚烷以及四对苯胺基甲烷设计合成了两种三维聚酰亚胺类的COF：PI-COF-4、PI-COF-5，将其应用于对布洛芬yao物分子的缓释。
WWW.kEMAOwAnG。org.Cn（4） 毒性元素去除
乏燃料后处理是核燃料循环的重要环节，处理不当会导致乏燃料中放射性物质及重金属元素的泄露，从而对自然界造成极大伤害。2019年，四川大学李首建老师课题组合成了一种吖嗪有机框架材料 ACOF，将ACOF及其互变异构体应用于放射性元素U(VI)和重金属Hg(II)的吸附，吸附量分别可以达到169 mg g−1 和 175 mg g−1。
(5)手性COF(CCOF)及催化
手性共价有机框架的合成中，需要考虑不对称性和结晶性的平衡问题，所以CCOF的构筑比较复杂。目前合成CCOF主要有“自下而上（Bottom-up）”和“合成后修饰（Post-synthesis）”两种策略。
2014年，日本分子科学研究所的江东林教授通过合成后修饰的方法合成了首例CCOF材料，他们利用Click反应将手性有机小分子催化剂*引入到COF的框架内，得到了一系列CCOF，并用于催化醛对硝基烯烃的不对称Michael加成反应。
2016年，兰州大学丁三元教授和王为教授利用手性前体,采用“自下而上”策略，合成了CCOF材料：LZU-72和LZU-76。LZU-76用于催化芳香醛和丙酮的不对称Aldol反应，显示出非常高的活性和对映选择性。
(6)MOF@COF复合材料
2018年，新加坡南洋理工大学的张华教授课题组将MOFs与COFs相结合，合成了具有高结晶度和分级孔结构的MOF@COF核壳材料：NH2-MIL-68@TPA-COF，可作为一种新型可见光驱动光催化剂，用于有机污染物的降解。
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