共价有机框架材料（COFs,Covalent Organic Frameworks）是一类由共价键连接构建的晶态多孔材料。它主要由碳、氢、氧、氮、硼、硅、硫等轻元素组成的有机单元通过动态可逆共价化学键构筑的一维、二维或三维骨架结构,框架表现出可预先设计的拓扑结构。这类材料具有密度低、比表面积大、化学稳定性强和热稳定性高以及网络规则且可调控等优点,因此其在气体吸附和分离、能源储存与转换、催化、传感检测、生物医药乃至有机光电等诸多领域展现出潜在应用价值。目前,用于COFs制备的可逆化学反应屈指可数,成键方式一般为硼氧、酰胺、亚胺、烯酮胺键、三嗪、碳碳双键、聚芳醚键以及脂键等。本文从选取笼状有机配体构建新型COFs出发,旨在分别研究其荧光检测、药物缓释以及选择性吸附等方面的性能。本论文的研究内容共分为五个章节:第一章介绍了COFs的研究进展、合成和应用以及本论文的选题意义。第二章,合成了多功能发光共价有机框架材料应用于荧光猝灭选择性检测水溶液中的阳离子(Fe3+)和阴离子(Cr O42-,Cr2O72-,和Mn O4-)。通过选择Td对称性的四（4-氨基苯基）甲烷和C3对称笼状分子双（四氧丙基[2]芳烃[2]三嗪）核-三氯作为构筑单元,采取（Td+C3）的组合方式,成功制备一种三维共价有机框架材料Cage-COF-1,此材料可以作为检测水溶液中阳离子和阴离子的传感器,具有高选择性、强灵敏性。在反复洗涤和再暴露循环期间,Cage-COF-1也显示出较好的可回收性。同时,采取实验结合理论计算详细分析了荧光猝灭的机理,结果表明荧光性质的改变是被检测的客体与共价有机框架结构产生相互作用引起的。第三章,我们合成了一种二维共价有机框架材料Cage-COF-2,由C3对称笼状分子双（四氧丙基[2]芳烃[2]三嗪）核-三氨作为氨基构筑单元与C2接头的对苯二甲醛作为醛基构筑单元键连聚合而成,它具有很高的热稳定性和大的比表面积。我们对Cage-COF-2进行了细胞毒性测试,其对L929和L-02细胞几乎没有毒性。同时,Cage-COF-2对常见药物布洛芬、5-氟尿嘧啶和卡托普利具有良好的缓释作用。第四章,我们设计以三聚氯氰衍生物和哌嗪分子为原料进行亲核取代反应,得到二维有序的共价有机框架Cage-COF-3,其展现结构有序、化学稳定性强的优点。我们将其作为一种低成本的吸附剂,用于有机染料在水溶液中的吸附去除。实验发现把Cage-COF-3作为吸附剂来模拟环境温度下水溶液里孔雀石绿的去除有很好效果,吸附理论值接近2000mg/g。吸附热力学分析结果遵循朗格缪尔等温线模型,吸附动力学与伪二阶模型吻合。Cage-COF-3的高吸附行为得益于富氮的三嗪核,三嗪核上的氮原子增强了它们对客体分子的强亲和力,再者Cage-COF-3与孔雀石绿之间的强相互作用和电荷转移也可增强吸附效果。第五章为结论与展望。