共价有机骨架材料（Covalent Organic Frameworks,COFs）是一种由轻质元素（C、H、N、O、B、Si）组成的、共价键连接的、结构长程有序的晶体多孔材料。因此,COFs具有质量轻、高的比表面积、大的孔体积、孔状结构可调、稳定性好等特点,并在不同领域（如气体吸附分离、催化以及光电材料）都展现了很好的应用前景。本论文主要合成一系列亚胺键连接的有机骨架材料,根据其自身特点,初步探索COFs在离子液体限域、碘蒸气吸附、气体存储与分离以及Hg²⁺吸附等领域的应用,主要研究内容如下:1、通过溶剂热法成功合成了 COF-320粉体,将离子液体[Emim][Tf2N]封装于COF-320的纳米孔道内部,首次获得新型复合材料[Emim][Tf2N]@COF-320。由于三维COF-320纳米孔道对离子液体的限域作用,离子液体进入COF-320孔道内部发生了固化,也就是说熔点大大提高了,同时将复合材料[Emim][Tf2N]@COF-320应用于气体吸附分离,研究其气体吸附规律。2、系统探索了一系列亚胺键连接的二维/三维COFs的碘吸附行为、性能及苯环、含氮量、孔体积、孔径及孔容对碘蒸汽吸附量的影响。研究发现此类COFs由于自身含有电子云密度较大的苯环和亚胺键,为碘分子提供了丰富的吸附位点。本章的研究从主客体相互作用的角度诠释了其吸附机理,同时也为应用于核电站放射性核废气碘捕获提出了方案。3、采用溶剂热法通过席夫碱缩合反应成功合成出一种炔基功能化共价有机骨架材料（TP-OP-COF）,该材料具有永久性开放式孔道结构,好的热稳定性,较高的比表面积,且孔道内具有富电子的（—C≡C一）结构,对于CO₂和H2有较强的亲和力,表现出了较高的CO₂、H2吸附量和CO₂/N2选择性,该材料可成为较好的CO₂/N2选择分离材料。4、利用TP-OP-COF吸附单质硫生成了一种电子转移复合材料S@TP-OP-COF。在TP-OP-COF孔道内部引入了对Hg²⁺有较强亲和力的含硫活性吸附位点,有效改善了 TP-OP-COF对Hg²⁺的吸附能力,使得该复合材料的Hg²⁺吸附量达到9.92 mg·L-1。本章的研究为水中重金属离子的吸附提供了一种新的策略。