天津中医药大学李遇伯教授&南开大学张振杰教授、陈瑶教授合作发表Chem Soc Rev（IF=40.4）封面文章：共价有机框架（COFs）作为有毒物质去除的优良吸附剂

【创新成果】

近日，天津中医药大学中药学院李遇伯教授与南开大学化学学院张振杰教授、南开大学药学院陈瑶教授合作，在化学领域国际顶级综述期刊Chemical Society Reviews（IF=40.4）上发表题为“Covalent organic frameworks as superior adsorbents for the removal of toxic substances”的综述论文。文章系统总结了共价有机框架（COFs）材料在有毒物质吸附领域的最新研究进展，深入探讨了材料设计策略、吸附机制及未来应用前景。

【研究背景】

随着人们对于健康的重视程度日益加深，研究毒性物质的去除技术并推动其应用具有重要的科学价值和社会意义。一些药用植物（如马兜铃科的马兜铃、细辛等）由于含有植物毒素，常导致中毒事件和临床毒副作用，限制了它们的临床应用。因此，有效、选择性地去除药用植物中的有毒成分对于减轻毒性、保留药效以确保其临床安全应用至关重要。传统吸附材料（如活性炭、分子筛）存在吸附去除容量低、选择性差、二次污染等问题，开发高效、安全的新型吸附剂成为材料科学领域的研究热点。共价有机框架（COFs）作为一类新兴结晶多孔材料，凭借其高度有序的结构、高比表面积、热化学稳定性、永久孔隙、高结晶度、可调孔径和拓扑多样性等优良特性，在毒性物质去除领域展现出巨大潜力。然而，COFs的规模化制备、复杂体系选择性吸附及应用稳定性仍面临重大挑战。

【文章概述】

该综述从材料设计策略、多场景应用、吸附机制及未来挑战四个方面系统梳理了COFs在有毒物质去除中的研究进展。首先，聚焦COFs的合成与功能化设计，详细阐述了通过拓扑调控、功能基团引入及复合策略优化材料性能的路径，探讨如何通过结构设计与化学修饰提升吸附选择性和稳定性。其次，重点分析了COFs在生物毒素，尤其是中药/天然植物有毒成分（如马兜铃酸类成分）和体内毒素去除领域的应用潜力，从分子筛分效应到化学协同作用，论证其在不同场景下的技术优势。此外，系统解析了COFs吸附有毒物质的微观机制，阐明孔径匹配、静电作用、氢键及疏水效应等多因素耦合的吸附机理。最后，总结了当前研究在有毒物质去除领域面临的关键挑战，包括绿色规模化制备工艺的缺失、复杂体系动态调控需求及生物安全性验证不足，并提出通过工艺创新、智能材料开发及跨学科合作推动技术落地的未来方向。

COFs材料在中药马兜铃酸类成分选择性去除中的应用

【基金资助】

该研究工作得到了国家自然科学基金（项目编号：82374300、82474182、82141209)的支持。

【论文信息】

Covalent organic frameworks as superior adsorbents for the removal of toxic substances

Yubo Li,^†* Jinxia Wei,^† Jian Wang,^† Yuanyuan Wang, Peishuang Yu, Yao Chen^*, Zhenjie Zhang^*

Chem Soc Rev., 2025; 54(6): 2693-2725. DOI: 10.1039/d4cs00591k