用于能量相关应用的结晶性多孔材料的绿色合成具有重要意义，但非常具有挑战性。COFs主要由可逆共价键连接而成，其在强酸或强碱条件下稳定性较差，严重限制了COFs在燃料电池中的实际应用。

有鉴于此，南开大学张振杰等人，创建了一种绿色策略，以在无溶剂条件下制造具有高强度和孔隙率的高结晶烯烃连接吡嗪基共价有机框架(COF)。

本文要点

1）首次提出了一种新型的基于Aldol缩合反应制备乙烯基COFs的绿色合成策略，突破了传统溶剂热合成的局限。利用苯甲酸酐作为催化剂，无需任何添加剂的条件下，实现均苯三甲醛和2,5-二甲基吡嗪聚合，制备获得高结晶性、高化学稳定性的乙烯基COF(NKCOF-10)。

2）丰富的氮位，高亲水性和结构明确的一维纳米通道使所得的COF成为通过氢键相互作用将H₃PO₄网络限制和稳定在孔中的理想平台。所得材料在很宽的相对湿度（10–90％）和温度范围（25–80°C）范围内都显示出0.06 eV的低活化能（Ea）和超高质子导电率。

3）使用烯烃连接的COF作为固体电解质的质子交换膜燃料电池可达到135 mW cm⁻²的最大功率和676 mA cm^-2的电流密度，这超过了所有报道的COF材料。

参考文献：

Wang, Z., Yang, Y., Zhao, Z. et al. Green synthesis of olefin-linked covalent organic frameworks for hydrogen fuel cell applications. Nat Commun, 2021.

DOI: 10.1038/s41467-021-22288-9

https://doi.org/10.1038/s41467-021-22288-9