共价有机框架（COFs）作为一类晶态多孔材料，以其低密度、高比表面积和优异的热化学稳定性而备受关注，在气体存储、催化、传感和生物医学等领域展现出广阔应用前景。然而，将功能基团引入COFs孔道的同时保持其结晶度和孔隙率仍是一项重大挑战。现有策略中，2DCOFs的功能基团常阻塞一维孔道，导致比表面积下降；而基于柔性dia拓扑的3DCOFs则因结构动态性影响结晶度和孔隙率。因此，开发兼具高结晶度、大比表面积和开放孔道结构的三维功能化COFs成为该领域的核心难题。

图1. 比较COFs的传统功能化策略和SALE方法的示意图。

针对上述问题，方千荣教授团队报道了基于溶剂辅助连接体交换（SALE）的平台化策略，以刚性bcu拓扑的3DCOF（JUC-685）作为主体框架，与含有功能基团的线性二胺连接体进行交换反应，高效构筑了结构可控的功能化COFs系列。晶体结构显示JUC-685具有刚性的bcu拓扑结构，以八连接有机节点TNPBM与线性连接体TPDA缩合形成三重穿插框架，表现出2,188 m² g⁻¹的比表面积和3.20 nm的介孔孔径。基于这一理想平台，团队通过SALE策略成功将偶氮苯、咔唑及复杂杂环等功能基团引入框架，构筑了等网状系列COFs材料（JUC-686至JUC-689）。

图2. 通过SALE构建JUC-685功能平台及其等网状结构。

其中，偶氮苯功能化的JUC-686表现尤为突出，其保持了2,131 m²g^-1的高比表面积和3.09 nm的大孔径，且偶氮苯单元可实现可逆光致异构化。在273 K和1 bar条件下，经紫外光照后CO₂吸附量从51.6 cm³g^-1提升至82.7 cm³ g⁻¹，调控幅度高达60.4%，创偶氮苯功能化多孔材料最高纪录。

图3. JUC-686的光响应CO₂吸附性能。

该研究成果以"A Stable, Mesoporous Three-Dimensional Covalent Organic Framework as a Versatile Functional Platform"为题发表在ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION上。吉林大学博士研究生季成宇和郑浩瑞为共同第一作者，吉林大学方千荣教授和博士后陈冯钱为通讯作者。

综上所述，基于SALE的平台化策略不仅避免了传统方法中结晶度下降、孔道堵塞等问题，还为构建高性能三维功能化COFs提供了通用平台，拓展了其在智能吸附、气体分离和自适应材料等领域的应用前景。

论文链接：

//doi.org/10.1002/anie.6482981