通常而言,共价有机框架材料（COFs）具有长程有序的周期性阵列结构,由有机构筑单元通过共价键连接而成。材料均由轻质元素组成,密度低;作为晶型材料,结构规整,孔道均一且可调节,比表面积大,易于修饰和功能化,具有良好的化学稳定性和热稳定性。近年来,COFs以其独特的结构和功能在多个领域展示了巨大应用潜力。本文基于COFs结构具有可设计性,可修饰性等特点做了部分工作,各章节主要研究工作如下:第三章我们设计合成一种新型的由四面体分子TAPA和四边形分子5,10,15,20-四（4-醛基苯）-21H,23H-卟啉（TBAP）通过Schiff-base缩合反应制备的基于卟啉的3D COF。通过各种仪器表征,证明我们得到的三维COF-TATB采用具有Pmc21空间群的两重互穿pts拓扑,并且材料具有高的比表面积和规整的孔道结构。考虑到卟啉分子的光学和催化性质,我们测试了COF-TATB PEC分解水制氢的电化学性能。结果表明,在可见光照射下,会产生明显的光生电流,且随着负电位的增大,光生电流显著增强,表现出典型的光电阴极行为和p型性质。这项工作为设计和合成用于PEC分解水制氢的三维有机半导体材料开辟了道路。第四章我们通过优化含氟单体和功能单体的配比,制备了一系列离子型COFs,含氟单体的引入增加了框架的稳定性及结晶性。首先制备未离子化Py-TFIm_25%COF和同比例体系的离子型共价有机框架材料Py-TFIm I_25%COF,再将Py-TFIm I_25%COF通过反复的离子交换过程得到了一种原子半径比I^-小的Py-TFIm Cl_25%COF和一种原子半径比I^-大的Py-TFIm Tf₂N_25%COF,比较了离子化改性前后以及阴离子尺寸的大小对材料各种性能的影响。但离子化改性前后,COFs的孔径,BET和对各种气体的吸附性能均未发生较为明显的变化。结合测试结果和计算机模拟得出反离子处于框架层间,不占据孔道体积。这项工作为设计和合成用于多相催化的二维离子COFs催化剂材料提供了基础。第五章:通常溶剂热法被认为是合成COFs的最佳方法之一,也是常用方法。但是它的操作繁琐;合成条件相对严苛,比如反应温度高,压力大且需要的反应时间较长。在本章中,我们使用绿色溶剂于低温常压下以较短的时间即可大量的合成COF-300。以离子液体Bmim Tf₂N作为反应介质,于常压下65℃反应24 h即可得到COF-300的五重穿插结构;当往体系里加入少量3 M醋酸作为催化剂时,反应同样的时间又可以得到COF-300的七重穿插结构,通过扫描电子显微镜观察不同贯穿度的COF-300的晶体形貌也发生了变化,均从米粒状变成了棒状,不同的是dia-c5COF-300呈细长的棒状,dia-c7 COF-300呈短粗的棒状。气体吸附测试结果表明贯穿度越高,材料的BET值越大。因此,我们初步研究了穿插结构的改变对CO₂吸附性能的影响。同样地,COF-300的贯穿度越高,对CO₂的吸附性能越好。