近期，中国科学院合肥物质科学研究院研究团队在功能性共价有机框架（COFs）材料研发方面取得进展。团队提出了双桥联结构设计策略，成功构建出兼具特异性荧光识别与吸附性能的卟啉基COF，并结合聚乙烯醇聚合物制备出COF气凝胶复合材料，实现了复杂环境体系中Cu2+的高灵敏荧光检测与高效吸附。

　　COFs具有规则的孔道结构、高比表面积及优异的理化性质，在吸附、催化和分离等领域展现出应用潜力。其中，卟啉基COF因其独特的光学特性与丰富的配位位点，在传感吸附领域备受关注。但卟啉高度共轭体系易与多种金属离子发生配位，限制其在目标重金属离子精准特异性识别中的应用。同时，卟啉基COFs通常以不溶性粉末形式存在，加工难度大，且分子间强的π-π堆叠效应易引发固态荧光猝灭，制约其在分析检测和吸附中的应用。

　　该研究提出了双桥联结构设计策略，构筑出具有四方拓扑结构的双桥联卟啉基共价有机框架（Tp-PDA-COF）。研究引入Tp和PDA两种桥联单体，以1:1比例与卟啉中心连接，降低了空间位阻，并通过调控电子云密度优化金属配体轨道，高效捕获和特异性识别Cu2+。实验表明，该材料基于电荷转移效应诱导荧光猝灭。当体系存在Cu2+时，材料产生荧光颜色转变，由红色变浅蓝；荧光传感检测限低至40.76 nM，表现出极高的检测灵敏度。

　　在此基础上，团队引入聚乙烯醇聚合物制备出COF荧光气凝胶，通过增大层间距抑制π-π堆叠，解决了固态荧光猝灭难题。基于卟啉结构对Cu2+的选择性配位作用和凝胶三维多孔结构的协同吸附优势，Tp-PDA-COF气凝胶对Cu2+吸附容量达1902 mg/g，并在真实土壤样本的重金属检测中展现出优异的综合性能。

　　这项研究为卟啉基COFs结构设计与功能化修饰提供了新的设计策略，也为复杂环境重金属污染控制与痕量分析奠定了材料基础。

　　相关研究成果发表在ACS Nano上。研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等的支持。