共价有机框架（Covalent organic frameworks,COFs）材料是一类完全由C,H,O,N,B等轻质元素通过可逆共价键相连而成的有序晶态多孔材料。COFs材料作为一种新型的有机多孔材料,不仅完美的继承了有机多孔材料低密度、良好的稳定性、高比表面积、易功能化等优点;同时也具有独一无二的特点,如可通过单体的分子设计来调控材料的孔道结构尺寸和表面化学性质、单体间的可逆共价键连接方式、合成方法多样、材料具有良好的结晶性等。这些独特的结构及特殊的物理化学性能,使得COFs材料在吸附分离、化学传感、多相催化等领域应用广泛。目前,已发展了溶剂热法、离子热法、微波法、室温法及溶剂剥离法等来制备COFs材料,所得基本都是微纳米颗粒。众所周知,纳米材料的集成和组装是其走向实用化的基础,同时在纳米材料组装过程中单个纳米颗粒性质的集成放大将实现新的功能,因此,如何将这些纳米单元组装成更高级的结构是目前面临的挑战。利用模板诱导组装是解决上述问题的一个重要策略,在众多模板法中,乳液模板作为一类重要的液体模板,因其具有简单、经济、易于控制、可规模化制备等优点一直备受关注。然而,乳液作为热力学的不稳定体系,液-液界面膜的结构特征、流变性质和其演化过程等是模板法中材料成功制备的关键,更是多孔材料的孔道形成及其精细调控的决定性因素。实验室多年来坚持研究基于乳液模板法制备具有实用价值的宏观三维多孔材料,长期关注乳液模板法在新型材料的制备、结构调控和功能化等方面的研究,通过特殊结构双亲小分子设计合成,研究了界面膜的性质对乳液稳定性及其相应多孔材料结构的调控。COFs作为新型材料,目前研究重点集中在单体的设计、颗粒稳定性和相应性质等方面,但是,对后序实际应用来说,COFs三维宏观材料的制备与结构调控是其真正走向应用的关键,而目前相关研究极其有限。因此,利用本实验长期关注的乳液模板法制备COFs微纳米颗粒组装体,实现COFs宏观材料的高效制造,既具有重要意义,也具有一定可行性,当然也存在很大的挑战性,比如,稳定性可控乳液体系的建立、界面稳定性的调控、材料力学性能的控制和COFs微纳米颗粒性能的集成等。基于COFs材料的研究现状和实验室乳液模板法制备多孔材料的长期积累,本学位论文致力于发展COFs多级孔宏观块体材料的Pickering乳液模板法制备策略。通过设计合成具有一定双亲性的COF固体颗粒,将其作为固体颗粒稳定剂,可吸附于油水界面,获得一系列稳定的Pickering乳液体系。通过冷冻干燥过程有效抑制毛细应力对孔道结构的破坏,从而得到一系列COF块体材料（COF-Ms）。研究表明,所制备的COF-Ms材料不仅具有良好的孔隙率和热稳定性,同时也具有优异的弹性并可任意切割。更为重要的是,所得COF-M4材料可实现对硝基苯类同分异构体的有效分离。具体来讲,主要开展了以下两个方面的工作:第一部分工作中,通过亚胺键连接的“Schiffbase”反应合成具有一定双亲结构的COF颗粒,并以该COF颗粒和实验室合成的胆固醇类（Chol-OH）小分子化合物作为复合稳定剂（COF/Chol-OH复合颗粒）,以含有PVA的水溶液为水相,均三甲苯为油相,通过一步乳化法得到一系列O/W型Pickering乳液体系。研究表明,水相含量、COFs颗粒含量及PVA含量对于Pickering乳液体系稳定性和形貌具有显著影响。以上述所得一系列Pickering乳液体系为模板,通过冷冻干燥,获得具有不同微观孔道结构和孔隙率的COF-Ms材料。实验发现,Chol-OH小分子可以有效改善所得COF颗粒结构中大量氮基团存在而导致的亲水性,相比纯COF颗粒（接触角为59.5°）,COF/Chol-OH复合颗粒稳定剂的接触角增加到74.5°,具有更好的双亲性,可更加有效吸附于油水界面并形成刚性界面膜有效抑制乳液液滴的融合和破裂,大大提高了 Pickering乳液的稳定性。在此基础上,以所得Pickering乳液为模板,通过冷冻干燥可成功制备具有多级孔结构的COF-Ms,材料的孔道结构可通过初始乳液的组成（比如含水量、PVA含量和COF颗粒含量等）进行大范围调节。以水相含量为40%的COF-M4材料为例,测试结果表明COF-M4材料具有良好的热稳定性和弹性,且可被切割为任意形状。第二部分工作中,通过搭建分离装置,以碟状COF-M4材料（10 mm直径×1-5mm高度）为分离柱,研究了 COF-M4材料对硝基甲苯同分异构体、氯硝基苯同分异构体、二甲苯同分异构体、二硝基甲苯同分异构体的分离性能。我们探究了流动相组成、流速和柱高等因素对分离效率的影响,实验结果表明,COF-M4材料对硝基甲苯异构体和氯硝基苯异构体具有很好的分离效果,分离回收效率高达85%,对二甲苯和二硝基甲苯同分异构体无分离效果。同时,我们将分离所用COF-M4材料重复使用,实验发现在循环使用五次之后,材料的分离效果几乎没有降低,且分离回收效率也几乎没有衰减,表明该COF-M4材料的孔道结构非常稳定,在多次使用过程中没有坍塌和破损,致使分离效果未受影响。显然,所得COF三维宏观块体材料作为分离材料具有很好的应用前景。