2005年,Omar M.Yaghi利用动态可逆共价键策略将分子结构单元扩展成网状排列的结晶的共价有机框架（Covalent Organic Frameworks,COFs）。在有机高分子材料领域,COFs具有许多非常突出的优势,如:长程有序性（高结晶性）、高比表面积、低密度、可功能化、丰富的单体选择等。尤其高有序性的特点,使COFs材料的结构可以清晰地确定,这样结构与性能的关系得以一一对应,进而可以从原子角度来调整结构解决应用中产生的问题。然而,对于大多数的COFs材料来说,它们并不稳定,这是由它们的可逆共价键性质决定的。在实际生产中,一个耐久性差的材料往往带来巨高的成本和未知的风险性（如:毒性、副产物等危害）。在COFs材料中,有一类以芳香性C=N键构筑的共价三嗪框架（Covalent Triazine Frameworks,CTFs）,由于C=N键的关环形成芳香性的三嗪环,结构牢固,导致物理化学性质非常稳定。CTFs结构的稳定性使其不易老化,使用寿命长,经济效益好。因此,稳定性良好的CTFs在大规模应用中具有无可比拟的优势。然而,CTFs的长程有序性却变得较差,仅有少量的有序结构制备出来,而且条件苛刻,如:温度较高（≥400℃）、强酸腐蚀等。另一方面,CTFs的高含氮量具有杂原子效应（Heteroatom Effect,HAE）,在很多应用领域中,极大地提高了材料的性能,如气体吸附分离、多相催化、能源转化与储存、光电技术等领域。因此,发展一种在温和条件下,制备高结晶的CTFs合成策略,具有重要的研究意义。本论文提出基于单体浓度调节制备高结晶性CTFs的新思路。成核速率是影响CTFs结晶性的关键因素,在缩聚反应体系中,分别采用了前驱体氧化法和单体滴加法控制醛基单体浓度来调节成核速度,进而合成得到高结晶性的CTFs。高结晶的CTFs在光电方面有独特的优势,如提高光生电子与空穴的分离能力和电子迁移能力,进而有利于光催化性能的提高。但由于CTFs本质上是有机半导体,光生电子与空穴复合率较高,通常情况下需要贵金属铂（Pt）作为共催化剂来进一步提高其电子迁移能力和光生电子与空穴分离的能力。由于Pt十分昂贵,Pt@CTFs的光催化体系成本非常高,制约了其实际应用的潜力。在CTFs结构上原位生长金属Pd,组成Pd@CTFs复合催化剂,不仅可以有效降低成本,而且在光催化裂解水产氢方面有非常好的性能。论文主要内容如下:1)第一章为绪论,主要对CTFs的研究背景、结构特点及发展历程等进行概述,介绍了三嗪框架结构在气体吸附及分离、多相催化、能源存储与转化、光电等领域的研究进展。2)第二章通过前驱体氧化法控制单体浓度制备结晶的CTFs。利用二元苄醇作为前驱体,在聚合体系中缓慢氧化生成醛基单体,使得醛基单体能在反应体系中保持相对较低的浓度,从而控制CTFs的成核速度,降低正向反应速率,提高聚合反应的自修复能力。因此,通过这种前驱体氧化法合成了一系列的热稳定性良好的高结晶性CTFs,即:CTF-HUST-C1、CTF-HUST-C5、CTF-HUSTC6。CTF-HUST-C1、CTF-HUST-C5、CTF-HUSTC6的比表面积分别为599 m2 g-1、520 m2 g-1、598 m2 g-1。结晶的CTF-HUST-C1较非晶的CTF-HUST-1具有更好的光生电子与空穴分离能力及更好的电子传递的性能,因此其光催化效率更高。3)第三章通过滴加法控制单体浓度合成高结晶性的CTFs。通过控制单体滴加速率来调控聚合物反应的进度,从而给与充足的时间来实现可逆共价键的打开与重新连接的这一自我校正的过程,提高自修复能力,进而成功合成了可与其他弱键体系（如:硼酯类、亚胺键类等）的COFs相媲美的高结晶性CTFs。这种高结晶CTF-HUST-HC1,可以通过HR-TEM来进行表征,发现暴露出来的晶面为{001}晶面,具有更好的电荷迁移能力和更好的光生电子-空穴对分离能力,更有利于光催化应用。研究发现,CTF-HUST-HC1的NO去除率优于非晶型CTF-HUST-1,甚至远远优于常规的g-C3N4。4)第四章基于CTFs,发展了用于光解水产氢的低成本催化体系。通过研究不同含氮量的CTFs载体与钯/铂（Pd/Pt）的相互作用,发现CTFs中的吡啶氮与Pd相互作用更强,形成较小的Pd纳米粒子,有利于光生电子空穴对的分离与电子迁移。在相同条件下,1wt%Pd@CTF-HC2和1wt%Pd@CTF-HC6的产氢速率分别是1wt%Pt@CTF-HC2和1wt%Pt@CTF-HC6的2倍和11倍。1wt%Pd@CTF-N的产氢速率高达10556μmol h-1 g-1,是1wt%Pt@CTF-N的5倍。Pd@CTFs复合催化剂成本低、效率高,在光催化裂解水产氢的大规模生产中具有巨大优势。