近日，中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所廢棄物處理與資源化利用研究團(tuán)隊(duì)在期刊Coordination Chemistry Reviews（影響因子23.5）發(fā)表了題為《雜化共價(jià)有機(jī)框架材料及其關(guān)鍵金屬回收等應(yīng)用》的綜述文章。該文系統(tǒng)展示了雜化共價(jià)有機(jī)框架材料（H-COFs）作為新一代先進(jìn)材料的設(shè)計(jì)策略，并勾勒了其在關(guān)鍵金屬回收利用、清潔水生產(chǎn)以及可持續(xù)能源發(fā)展等全球性挑戰(zhàn)中的應(yīng)用藍(lán)圖。文章搭建了基礎(chǔ)化學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)之間的橋梁，推動(dòng)H-COFs成為材料科學(xué)、環(huán)境可持續(xù)性與能源技術(shù)交叉融合的創(chuàng)新平臺(tái)。

該綜述全面梳理了雜化共價(jià)有機(jī)框架材料在不同應(yīng)用領(lǐng)域中的設(shè)計(jì)策略、合成方法及其與具體場(chǎng)景的適配性，展示了其在戰(zhàn)略金屬回收、離子分離與催化轉(zhuǎn)化等復(fù)雜環(huán)境中所表現(xiàn)出的優(yōu)異選擇性、高效性和穩(wěn)定性。文章剖析了該領(lǐng)域當(dāng)前面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，并指明了未來(lái)發(fā)展方向，特別強(qiáng)調(diào)分子層面的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、先進(jìn)表征技術(shù)的應(yīng)用以及規(guī)模化制備工藝的突破，同時(shí)闡述了結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)與計(jì)算建模對(duì)加速新材料開(kāi)發(fā)的重要意義。此外，作者深入探討了共價(jià)有機(jī)框架（COFs）與金屬有機(jī)框架（MOFs）、磁性納米粒子、碳基及硅基納米材料等的復(fù)合潛力，指出通過(guò)多組分協(xié)同與復(fù)合物理場(chǎng)作用，可進(jìn)一步提升H-COFs在孔道調(diào)控、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與功能集成方面的性能，從而拓展其多樣化、可循環(huán)利用及高機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)異特性。文章前瞻性地指出，雜化共價(jià)有機(jī)框架材料（H-COFs）平臺(tái)有望為解決傳統(tǒng)選礦工藝中能耗高、物耗大、污染重、選擇性差及不可持續(xù)等痛點(diǎn)提供替代路徑，并將在涉及“三稀”關(guān)鍵元素高效回收的低品位共伴生礦產(chǎn)資源冶煉領(lǐng)域發(fā)揮廣泛而積極的作用。

該論文第一作者為博士研究生Aaron S. Pittman，通訊作者為曹晏研究員。

原文信息：Hybrid covalent organic frameworks: advanced material for critical metals recovery and other applications. Coordination Chemistry Reviews,?542 (2025) 216863. DOI: 10.1016/j.ccr.2025.216863.?

鏈接 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010854525004333

面向CMs回收及其他新興應(yīng)用的H-COFS設(shè)計(jì)