共价有机框架（COFs）是一类新兴的有机多孔聚合物,它们通过共价键连接有机构筑单元进而形成一维、二维或三维周期性拓展框架结构。因为其具有较高的比表面积、贯通的孔道、稳定框架结构以及易调控的功能特性,COFs在气体存储与分离、催化、光电器件、传感、储能、药物传输、环境治理等领域有着广泛的应用潜力。但目前文献报道的COFs材料在结构多样性、新颖性上仍难以满足不同领域的需求,这一点在对材料要求较高的领域如光电、催化等上表现更为突出。人们迫切需要新型的、具有针对性结构的COFs来满足特定需求。异孔COFs与一维COFs作为COFs领域新的研究对象,凭借其独特的框架结构,引起了科研人员越来越多的兴趣。另一方面,COF-to-COF转化可以基于易获得的COFs结构构筑难以直接合成的新COFs,这一新合成策略也得到了快速的发展。在第一章中,介绍了共价有机框架的起源与发展历程。主要从COFs的拓扑结构设计、键连方式、合成方法与策略、应用以及COF-to-COF结构转化等五个方面介绍了该领域的概况与发展现状。在第二章中,建立一种由两个C2v对称性的构筑单元组合形成共价有机框架的模型体系。通过改变两种C2v构筑单元的连接顺序,理论上可以形成四种不同框架结构的二维COF,分别是两种单孔结构（SP-r与SP-h）,一种双孔结构（DP）和一种三孔结构（TP）。我们通过靶向合成从实验上对此进行了验证,得到3个目标COFs,通过X射线粉末衍射和氮气吸附实验解析了它们的结构,揭示了结构单元的连接顺序对COF框架结构形成的影响。在第三章中,合成了两种双孔共价有机框架作为前体,开展了利用不同对称性单体交换的策略进行COF-to-COF转化的研究。在COF结构转化实验中,我们使用过量的C3对称性单体原位取代前体COF中的C2v对称性单体,成功地将双孔COF转化为单孔COF,从而实现了不同孔等级二维COFs之间的转化。这种COF-to-COF转化不仅可以通过不同对称性的氨基构筑单元转化,还可以使用醛基单体进行转化,证明该COF转化策略的普适性。这一研究扩展了基于结构单元交换的COF-to-COF转化策略的应用范围。在第四章中,利用四连接位点的D2h对称性单体与双位点的C2v对称性单体缩聚,构建了一种全新结构的一维共价有机框架。该一维COFs不仅可以在多种单一溶剂中合成,还能在长时间的溶剂浸泡与超声分散等苛刻条件下保持高结晶度,表明该COF具有很高的稳定性。此外,该一维COF还具有较好的分散与自组装能力,可以通过调控溶剂种类分别组装成为纳米带、纳米管或纳米片,展示了一维COF独特结构带来的独特性质。第五章中,基于上一章的策略,利用D2h对称性单体与C2v单体缩聚,合成了另外一种新结构的一维共价有机框架。在其结构中,通过对C2v对称性单体的修饰,将联三吡啶基团连接到一维COF的主链上。联三吡啶基团的并入拓展了该COF的应用潜力。基于纳米带骨架上均匀分布的联三吡啶基团能够与金属离子配位,该COF不仅可在指定位点引入金属离子,而且还为通过双联三吡啶-金属配位将一维共价有机框架编织成高维度聚合物提供了可能。