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共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks，COFs）是近年来基于网格化学（Reticular chemistry）发展起来的一类微晶有机多孔材料。它们由H、B、C、N、O等轻质元素组成的次级结构单元(Secondary building units，SBUs)通过硼-氧键、亚胺键、腙键、酰亚胺等共价键连接而成，因而具有密度低、结构稳定、易于功能化、拓扑结构可预测以及孔径大小可调控等特点。在气体的吸附与分离、光/电转换、催化等多个领域有着潜在的应用价值。本文立足于研究COFs的合成和应用，主要包括以下几个方面的工作: 1)目前，亚胺连接的COFs主要是通过溶剂热法直接合成，因此溶剂的选择对晶态的影响极大。基于间接合成理念，我们首先将合成亚胺COFs的SBUs之一保护成富电子亚胺，然后与另一个SBU以乙醇为溶剂通过溶剂热法合成出相应的COFs。此法能够有效地提高所合成出的COFs的晶态和Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积，并且所使用的溶剂为更为绿色的乙醇，因此此方法是一个有效、实用、环保的方法。 2)基于富电子的三聚咔唑衍生物，我们合成出具有较高BET表面积、高晶态的TAT-COF-2，并发现它具有较高的氢气吸附并具有CO2/N2选择性吸附能力。此外，荧光实验表明TAT-COF-2的荧光强度能被富电子/缺电子芳烃蒸汽增强/淬灭，并且对富电子芳烃蒸汽具有快速响应性。这一性质使得TAT-COF-2有望被用于芳烃蒸汽检测。 3)基于联吡啶醛，我们合成出了COF-x60，并成功的将其与铱配合物进行配位，合成出了对N-芳基四氢异喹啉Henry反应体系具有很高光催化活性的COF-x60-Ir配合物，实现了COF在有机光催化反应中的应用。 4)我们将COF-42及其类似物和PDMS(polydimethylsiloxane)在聚砜(PSf)基体上制备出COFs/PDMS共混膜，并首次成功的将其应用于渗透汽化法从含正丁醇量为5 wt％的正丁醇/水混合物中富集正丁醇的工作之中。研究发现，COFs/PDMS共混膜对上述体系中正丁醇具有非常优秀的分离效率，如COF-42/PDMS共混膜的分离因子高达119.7，通量达3306.7 g m-2 h-1，渗透液中正丁醇含量达到86.3 wt％，超出了目前所报道的众多用于渗透汽化法分离正丁醇的膜体系，并且这一浓度能直接用于后期亲水渗透汽化来制备燃料级别的生物正丁醇。