氢键有机骨架材料（HOFs）为开发多功能材料提供了新的维度和广阔的前景。它们可以很容易地由相应的具有不同功能中心的有机分子自组装而成，例如用于氢键的羧酸和胺基，以及用于稳定骨架的π∙∙∙π弱相互作用的芳香族分子。与沸石、金属-有机骨架(MOF)和共价-有机骨架(COF)等已建立的多孔材料相比，由于氢键通常弱于离子键、配位键和共价键，稳定HOF从而建立其永久孔道要困难得多。但它提供了HOF材料的独特之处，在这种材料中，它们可以通过简单的再结晶轻松地回收和再生。霍夫材料也可以容易和直接地加工，并且与生物分子非常兼容，使它们在工业和生物医学应用中具有潜在的非常有用的材料。氢键的可逆性和弱成键特性很容易被用来构建柔性的多孔HOF材料，在这种材料中，我们可以调节温度和压力来控制它们的孔隙率，从而使它们在气体分离、气体储存、药物输送和传感等方面得到广泛的应用。一些特定的有机官能团对氢键的形成具有很强的方向性，例如，羧酸更喜欢形成定向二聚体，这使得我们能够很容易地构建孔洞可以系统调节的网状多孔HOF材料。

近日，我们概述了课题组探索这种新型多孔材料的整个历程，在2011年开发了第一批多孔HOFs，从而开发了它的各种应用。 研究人员已经能够使用具有不同功能中心的有机分子，包括2，4-二氨基三嗪(DAT)、羧酸(COOH)、醛(CHO)和氰基(CN)来构建多孔HOFs。通过调节孔径，引入特定的结合部位，利用骨架的柔性，实现了一系列用于C₂H₂/C₂H₄，C₂H₄/C₂H₆，C₃H₆/C₃H₈，C₂H₂/CO₂，CO₂/N₂，Xe/Kr气体分离和醇的对映选择性分离的HOF材料。同时， 为了利用具有光学活性的有机分子，研究人员开发了用于其发光传感和光学激光的高性能光纤材料。对多功能HOF材料的研究成果在化学和材料科学界引发了对这一新兴研究课题的广泛研究。作者指出，不久的将来不仅将开发更多的高性能材料，而且很快将实现超出想象的新功能。

第一作者：

通讯作者：张章静教授、陈邦林教授

通讯单位：福建师范大学

论文DOI：10.1021/acs.accounts.2c00686