共价有机框架材料（COFs）是通过动态共价化学方法利用可逆反应将小分子共价连接得到的一类晶态有序的框架材料，其具有高比表面积和明确定制可调节的结构，在气体储存和分离、质子传导、传感器、能量储存和催化等各个领域展现出巨大潜力。其中，催化作为COFs最有前景的应用之一引起了广泛的研究兴趣，频繁登上各大顶刊、�/p>

本期小丰整理�?篇COFs材料的最新研究进展，一起看下吧~

JACS

自由基阳离子COF助力长寿命锂硫电江�/strong>

共价有机框架（COFs）因其高孔隙率、结构可调性、低密度和化学稳定性，成为一类新兴的金属自由硫宿主材料，用于改善锂硫（Li−S）电池中锂多硫化物（LiPSs）的转化动力学并抑制穿梭效应。然而，构建具有稳定且高效电催化功能的COFs用于LiPS转化尚未被充分探索、�/p>

2025�?�?9日，期刊JACS报道研究人员开发了一种自由基阳离子共价有机框架（R-TTF�?-COF），其具�?.9S/m的高电导率，能通过亲电-亲核位点高效吸附并催化LiPSs转化、�/p>

在该项工作中，研究人员通过将四硫富瓦烯（TTF）基COF（TTF-COF）与硫（S8）在360℃下反应，TTF单元被氧化为稳定的自由基阳离子[TTF]2�?。同时，COF中的亚胺键（C=N）被转化为苯并噻唑环，形成了更稳定的共轭结构，从而使其电导率显著提升，能高效催化多硫化锂转化、�/p>

借助这种新型自由基基催化剂，Li−S电池实现了长�?500个循环的卓越寿命，在0.5C的电流密度下，每循环容量衰减仅为0.027%。这种优异的循环稳定性归因于自由基阳离子对LiPSs的有效吸附和催化转化，显著抑制了LiPSs的穿梭效应、�/p>

此外，R-TTF�?-COF的高电导率和催化活性使其在高电流密度下仍能保持较高的放电容量。在2.0C的电流密度下，R-TTF�?-COF的容量保持率几乎是无自由基COF的两倍，表明其在高倍率条件下具有更好的电化学性能、�/p>

该项工作中设计的自由基辅助机制为设计高效有机电催化剂提供了新思路，推动了Li-S电池的实用化进程、�/p>

文献名称：A Radical-Cationic Covalent Organic Framework to Accelerate Polysulfde Conversion for Long-Durable Lithium- . Sulfur Batteries

Nature Communications

新型COF实现200小时稳定运行�?0倍H2O2产量提升

过氧化氢（H2O2）是工业领域的基石化学品，在消毒、漂白、化学合成及航天等领域均有广泛应用。构建能在严苛条件下稳定工作的光催化剂，是H2O2光合成领域的一大机遇与挑战、�/span>

2025�?�?7日，期刊Nature Communications报道研究人员利用升华硫蒸气诱导的后环化反应，成功合成了具有连续π共轭和高化学稳定性的硫杂噻唑同系多芳杂COF（TTT-COF），显著提升了COF的结构稳定性和光催化活性，在含10%苄醇的体系中，TTT-COF的H2O2产率高达29.9mmol g-1h-1，并可持�?00h以上、�/p>

测试结果表明，TTT-COF具有高结晶度、介孔结构（1.9nm孔径）及优异化学稳定性（�?M HCl/NaOH）。噻唑键赋予TTT-COF连续π共轭体系，显著提升光生电荷分离效率（荧光寿命延长�?.327ns）和氧吸附能力、�/span>

TTT-COF�?0%苄醇体系中H2O2产率�?9.9mmol g-1h-1（提�?0倍），太阳能-化学能转化效�?.32%，远超自然光合平均水平（~0.10%），并可连续运行200h以上。AQY和太阳能转化效率均优于绝大多数有�?无机光催化剂，实现了性能上的重大突破、�/p>

该项报道的TTT-COF首次实现在无牺牲剂条件下，直接利用空气和水通过光催化高效制备H2O2，大幅简化了操作流程并降低了成本，展现出极强的可扩展性和实际应用潜力，对于绿色化学和人工光合成具有重要推动作用、�/p>

文献名称：Homologous heteropolyaromatic covalent organic frameworks for enhancing photocatalytic hydrogen peroxide production and aerobic oxidation

Angew

导电编织的共价有机框架COFs实现高光反应活�?/strong>

共价有机框架（COFs）是一类具有潜力的光催化剂，但其实际应用受限于固有的缺陷，如层间电荷迁移率低、活性位点可及性受限以及电荷分离效率不足、�/span>

2025�?�?5日，期刊Angew报道研究人员构建了一种基于噻�?卟啉的COF光催化体系，该研究通过在COF孔道壁内引入高度有序的噻吩基团，并经由层间原位氧化聚合反应，成功在孔道内合成聚噻吩导电聚合物链。这些独立的分子导线，在COF中展现出较好导电性能的同时，也大幅度提高了其光催化活性、�/p>

研究发现，二维COF层与共轭聚噻吩单元的编织结构使三维COF的光吸收能力显著增强，电导率提升了四个数量级。这�?D COF的协同结构和功能优势在喹唑啉酮光合成反应中实现了卓越性能（转化率99%，选择性＞96%），其选择性是二维COF的两倍、�/p>

光谱学与计算研究表明，噻吩聚合诱导了显著的HOMO-LUMO空间分离和自旋密度的大幅增加。聚噻吩链作为共轭桥梁，能缩小带隙并创建额外的电子传输路径。这一独特结构不仅建立了高效电子传输通道，促进电荷分离与转移过程，还大幅增加了活性位点密度。与原始COF相比，改性材料表现出增强的催化活性、优化的产物选择性以及循环稳定性、�/p>

该项工作通过将聚噻吩共价编织到二维COF中，提出了一种普适性强、精确可调的电子导电性增强的三维框架结构，为设计先进功能材料开辟了新途径、�/p>

文献名称：Conductive Knitting of Covalent Organic Framework Manipulates Spin Density, Orbital Reorganization, and Charge Mobility for Outstanding Photoreactivity

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