晶态有机多孔材料(covalent organic framework, COF)是由轻质元素（如C、H、O、N、B等）通过共价键连接形成的具有周期性网格结构的多孔聚合物。这类材料具有自身独特的优点，比如低密度、高比表面积、稳定的框架结构、易于修饰改性和功能化等，因此目前在气体分离、异相催化、能源储存、光电器件、传感设备以及药物传输等领域已经开展了相关的研究并呈现出优异的应用前景。吉林大学方千荣教授研究组近年来主要致力于高稳定性COF的定向合成与功能调控。在这个前沿领域取得了系列创新性的成果：（1）建立了室温离子液体合成法和室温水相合成法，实现了高稳定性COF的简单、绿色、高效合成（J. Am. Chem. Soc.2020,142, 8104；Chem. Sci.2019,10, 10815；J. Am. Chem. Soc.2018,140, 4494；J. Am. Chem. Soc.2015,137, 8352）；（2）发展了新键型、空间位阻效应和疏水基团调控等策略，成功制备了具有超高化学稳定性的COF新材料（J. Am. Chem. Soc.2020,142, 3736；Adv. Mater.2020,32, 1907289；Nat. Chem.2019,11, 587；J. Am. Chem. Soc.2019,141, 2920）；（3）开发了系列功能化的稳定COF新材料，推动了此类材料在医药、环境、能源等方面的潜在应用（Angew. Chem. Int. Ed.2020, DOI:10.1002/anie.202005277；J. Am. Chem. Soc.2019,141, 13324；Angew. Chem. Int. Ed.2018,57, 6042；J. Am. Chem. Soc.2017,139, 17771；J. Am. Chem. Soc.2016,138, 14783）。基于这些研究成果，方千荣教授也受邀为Chem. Soc. Rev.（2020,49, 1357）、Nat. Sci. Rev.（2020,7, 170）、Adv. Mater.（2020,DOI: 10.1002/adma.202002038）等杂志撰写相应的综述文章，系统地阐述了COF材料近年来的研究进展。

在此基础上，该课题组近来也致力于发展新拓扑类型的三维COF材料。目前，三维的COF只有非常有限的几种拓扑结构，这极大地限制了此类材料的结构多样性和功能应用。最近，方千荣教授课题组成功开发出了首个具有六连接3D–D3h的构筑基元及stp拓扑的三维COF新材料，JUC-564（J. Am. Chem. Soc.2020,142,13334，如下图所示）。实验结果表明，JUC-564具有目前三维COF中最大的孔径(43 Å)，席夫碱类COF中最高的比表面积(3300 m2g–1)以及所有晶态材料中最低的骨架密度(0.108 g cm–3)。此外，由于大孔径的存在，JUC-564对生物蛋白质分子呈现出良好的吸附效果。

JUC-564的合成示意图：a)六连接单体HFPTP；b)四连接单体TAPPy；c) JUC-564结构；d) stp拓扑结构。