共价有机框架（COFs）是有机分子通过共价键形成的有序多孔聚合物材料，因其独特的结构和优异的物理化学性质，在催化、传感、分离、储能以及光电器件等领域展现出巨大的应用潜力。因此，开发可控合成方法、丰富分子结构体系，是推动COFs基础研究与实际应用的重要研究方向。

在中国科学院和国家自然科学基金委的支持下，化学研究所有机固体实验室刘云圻/陈建毅团队开展了COFs的可控合成、结构调控和光电性能研究，并取得了系列研究进展（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202113067；Nat. Commun. 2022, 13, 1411；Nat. Commun. 2022, 13, 7599；J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 26900；Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63: e202317876；Nat. Commun. 2024, 13, 10487；Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202505491；J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 15459; Nat. Commun. 2026, 17, 530）。

近期，该团队针对碳-碳双键（C=C）连接的烯烃COFs，提出了质子介导的动力学平衡合成法。该方法利用羧酸和N-杂环芳族前驱体之间的可逆质子化反应合成烯烃COFs。羧酸作为其中调节剂，能够调控聚合体系酸度，从而减缓成核和聚合速率，有利于分子结构自纠错、形成热力学更稳定的晶体结构。通过该方法制备的烯烃COFs晶体质量优异，晶区尺寸达到0.33 μm，比表面积达到1168.29 m² g⁻¹。同时成功制备TMBP-TPA, TMP-TPA, TMT-TPA 等15种烯烃COFs，证实该方法具有良好的普适性。TMBP-TPDA COFs用作光催化剂制备H₂O₂时，表现出优异的氧还原性能，在纯水中H₂O₂的生成速率达到17.53 mmol g⁻¹ h⁻¹，优于现有的COFs基材料。

相关研究工作发表在Journal of the American Chemical Society期刊上（文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c22472）。文章的第一作者为博士生徐鹤林，通讯作者为陈建毅研究员和刘云圻院士。

质子介导的烯烃COFs合成

有机固体实验室

2026年3月17日