共价有机框架（Covalent Orgainc Frameworks,COFs）是一类新兴的有机多孔晶态材料,可以通过设计分子构件构筑而成,这些构件通过共价键周期性地连接和扩展。它们具有比表面积大、稳定性高、孔隙结构规则、结构和功能可调变等特点。COF结构的功能化对于定向合成具有特定功能的目标材料是至关重要的。通过原位自组装、自下而上和后合成修饰的方法将新功能引入到COFs中,从而获得具有多种性质且可广泛应用的功能化COFs。近年来,科学工作者已经成功地将大量的有机-无机功能组分引入到COFs中来获得所需要的功能化材料,广泛应用于气体分离和储存、非均相催化、光电化学、传感、药物递送和环境修复等领域。作为一种新型的绿色溶剂和软功能材料,离子液体（Ionic Liquids,ILs）由于许多独特的物理化学性质,在催化合成、电化学、分析分离等领域具有广泛的应用。将离子液体集成到COF框架中,可以在其孔隙壁上构建排列有序但空间受限的离子界面,从而产生不同于传统中性骨架COF的新功能。离子基团与COF骨架的共价键合不仅能保持结构的完整性,而且还增强了它们之间的协同效应。然而,关于离子液体功能化的COF材料的设计合成及应用的研究报道很少。鉴于此,本文以功能化离子液体作为构建单元,设计合成了一系列新型离子液体功能化COFs材料,考察了这些材料对重金属离子Hg2+、放射性金属离子Tc O4-以及CO2/SO2的选择性分离性能,为拓展离子液体功能化共价有机框架材料的应用提供了新思路。主要研究内容如下:1.为实现环境水体中Hg2+离子的高效去除,基于单体的设计策略,通过预置基团合成了乙烯基功能化的COF,然后利用硫醇-烯“点击”反应,在温和的条件下将功能化的季铵盐离子液体（2-巯基乙基-三甲基碘化铵）修饰到乙烯功能化的COF上。利用红外光谱（FT-IR）、粉末X射线衍射（PXRD）、场发射扫描电镜（SEM）、N2吸附-脱附测试以及X射线光电子能谱（XPS）等手段对COF的结构进行了解析。结果表明,得到的COF具有高晶态、高比表面积和良好的化学稳定性,能够选择性萃取分离水溶液中的Hg2+。具有吸附速率快、吸附容量大、适用p H范围宽、选择性高以及易循环再生等优点。此外,利用FT-IR和XPS谱学技术研究了COF对Hg2+的吸附机理。2.为提高IL功能化COF结构的化学稳定性,通过后修饰合成策略,合成了一种新型IL功能化的基于喹啉键连接的2D COF。通过FT-IR、PXRD、SEM、XPS、N2吸附-脱附等技术对材料的结构进行了详细的表征,并考察了COF对核废料中放射性元素Tc的选择性吸附性能。结果显示,得到的COF具有较高的晶态、大的比表面积以及优良的化学稳定性。通过离子交换吸附机理,该COF材料能有效去除核废液中的Tc O4-离子,具有吸附速率快、适用p H范围宽、选择性高等优点。此外,经过四次循环测试后,材料的晶体结构和吸附活性没有发生明显变化。3.基于多组分构建策略,以1,3,5-三（4-氨基苯基）苯、2,5-二甲氧基-1,4-二甲醛和1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐为原料,通过三组分“一锅”反应制备了新型离子液体功能化的2D COFs,通过FT-IR、PXRD、XPS、SEM和N2吸附-脱附等技术对它们的结构进行了确认。结果表明,该方法应用范围广,可以有效地制备不同离子液体结构的功能COFs材料。由于孔道内具有高度分散的离子液体活性位点,这些IL功能化的COFs材料对酸性气体SO2表现出优异的吸附性能,具有吸附容量大、吸附速率快、选择性高以及易循环再生等优点。