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开放的孔道、更高的比表面积和更低的密度[14]，在气体的吸附与存储方面具有较大优势。COFs的合成主要基于动态共价化学反应，反应过程中能够实现反应系统的“错误检查”和“校对”，其合成的关键在于结晶和有序过程的调控[16，17]。合适的反应介质、温度、时间和催化剂等对于晶体结构的形成至关重要。目前，合成COFs的方法主要包括溶剂热法[6，18]、表面生长法[19]和机械法等[20]。其中溶剂热法是最常用的制备方法，可制备具有较高结晶性和较大比表面积的COFs，但其反应温度高，溶剂使用量大，耗时较长。因此， 离子热法[21]和微波法[22]也得以开发出来。
COFs凭借其特殊的结构和优异的性能，已在储气[23]、传感[24]、催化[25]和药物输送[26]等领域显示出良好的应用潜力。随着合成方法的发展，越来越多具有不同拓扑结构和性能的COFs材料被开发出来。近年来，COFs材料在多个领域展示出广阔的应用前景，本文主要介绍了近3年来COFs材料在色谱分离、光学传感以及样品前处理方面的研究進展，并对其发展前景进行了展望。
2 COFs在色谱分离中的应用
2.1 COFs在气相色谱中的应用
COFs具有比表面积大、热稳定性好和孔道规则有序的优点，有望用做气相色谱（Gas chromatography，GC）固定相[27]。2016年，Qian等[28]采用“自下而上”的合成策略，制备出一系列手性COFs，又通过原位生长的方法将其键合在毛细管色谱柱中用于GC分离（图2）。与Cyclosil B和β-DEX 225手性商品柱相比，该色谱柱在分离1-苯基乙醇、1-苯基-1-丙醇等手性化合物时具有更好的分离性能。2019年，Huang等[29]以均苯三甲醛（1，3，5-Benzenetri-carboxaldehyde，Bta）和手性酰肼单体（（S）-2，5-bis（2-methylbutoxy）-terephthalohydrazide，Mth）为原料制备出手性COFs（BtaMth COF），具有孔隙率高、化学稳定性好等特点，将其键合到毛细管内壁， 可实现直链烷烃、醇类和芳香族位置异构体的基线分离。热力学数据显示，该GC分离均为热力学自发过程。以上研究表明，COFs材料在气相色谱方面的应用仍然具有广阔的发展空间。
2.2 COFs在高效液相色谱中的应用
在高效液相色谱（High performance liquid chromatography，HPLC）中，色谱填料的粒径影响分析物的检测时间和分离效率。其中，应用较为广泛的常规色谱柱的填料尺寸为3～10 μm。若填充更小粒径的填料则会产生很高的反压，需在超高压液相色谱中使用[30]。而通过传统方法所合成的COFs材料，虽具有孔容积高、溶剂稳定性好等优点，但粒径多为亚微米级，且不均一，在直接装填HPLC色谱柱时受到了一定限制[27]。2017年，Liu等[31]制备出的甲基丙烯酸酯键合COFs整体柱克服了上述阻碍，该整体柱优异的多孔性和渗透性，使其在分离多环芳烃、酚类等小分子时获得了良好的分离效果。该研究为COFs在HPLC领域的发展应用提供了指导和借鉴。