氢键有机框架(HOFs)及其应用进展综述

张鑫,王磊,聂路洁,王莹莹,王旭东(西安建筑科技大学　环境与市政工程学院)

摘要：多孔功能材料在气体储存、生物制药及环境科学等领域受到越来越多的关注。其中，由有机或金属-有机骨架通过分子间氢键自组装而成的氢键有机框架(HOFs)具有结构明确有序、合成条件温和、功能性负载容易等优势，因而受到广泛的重视。HOFs 可以通过合理选择有机框架分子和调整氢键基序设计定制满足不同应用需求的结构。HOFs 中的氢键键能弱于金属有机骨架(MOFs)和共价骨架(COFs)中的共价键和配位键，但它依然具有类似于MOFs和COFs的灵活组装特性，这激发了各领域研究者们的兴趣。本文主要介绍了以二氨基三嗪(DAT)、羧酸(−COOH)、磺酸(−SO3H)和吡唑(C3H4N2)为代表的4 种典型 HOFs的合成方法和原理，并从应用角度出发讨论HOFs在气体分离、多相催化、电化学应用等领域的最新应用进展，重点关注其在应用稳定性、质子传导、催化、离子筛分及电化学储能方面的表现。此外，本文还综述了当前HOFs 在应用方面的机遇和挑战，为拓宽功能性拓扑多孔材料的应用领域提供有效的参考。

关键词：氢键有机框架；多孔材料；材料复合；气体分离；催化；电化学应用