共价有机框架（COFs）是轻质元素（C、O、N、B等）通过共价键连接的有机多孔晶态材料，以其良好的结晶性、低密度、高比表面积和强大的结构可设计性，在分子吸附与分离、催化、光电及能源领域展现出巨大的应用潜力。

2005年，Yaghi课题组首次报道了COFs的两个例子：COF-1和COF-5。COF-1是一个二维六方平面拓扑结构，层间以AB堆积方式连接；COF-5也是二维六方平面拓扑，层间采取完全重叠的AA堆积模式。共价键赋予了这些材料稳固性和指向性，与分子形成几何构型类似，同时也引入了结构变化和复杂性。

根据缩聚反应形成的共价键种类，COFs可以分为八类：硼酸类、三嗪类、亚胺类、苯腙类、酮/烯胺类、聚酰亚胺类、酞菁类和卟啉类。其中，连接COFs的共价键赋予了它们耐高温的特性，但不同类型的COFs在化学稳定性方面有所不同。例如，硼酸类COFs容易受到水等适度亲核试剂的攻击，导致B-O共价键的水解和孔道坍塌。

当前，COFs的合成成熟方法是溶剂热合成法，通过有机溶剂为加热介质，以适量的有机溶剂恒温加热来合成COFs。COFs在气体吸附、催化、药物传递、有机电子器件和选择性分子筛薄膜等领域报道增多。例如，中山大学郑治坤教授团队报道了一种新型的纳米多孔COF（SYSU-7），实现了微米级单晶COFs带的定向生长，导热性能在305 K时达到了5.31±0.37 W m-1 K-1的新突破。

复旦大学郭佳教授团队通过后修饰法，将环化联吡啶季铵盐分子引入到含有联吡啶基元的COF骨架上，制备出具有光敏和电子转移双模化的联吡啶类COF材料，实现了长效而优异的光催化产氢性能。