金，凭借其良好的物理和化学性质，在珠宝、电子和航空航天等领域发挥着重要的作用。而天然矿石中的金含量较低(约1-30 ppm)，且不断增长的金消耗导致其天然丰度持续的下降。相比较之下，电子废弃物中的金含量较高(约1-2000 ppm)，且由于金离子的毒性，电子废水的不恰当排放已经造成了严重的环境污染问题。因此，从资源的可持续利用和环境保护的角度出发，开发高效的金吸附剂，用于从二次资源中回收金就显得尤为重要。共价有机框架(COFs)材料，因其优异的热和化学稳定性、可控的孔结构、高的比表面积和丰富的活性吸附位点等优势，在金吸附领域引起了广泛的关注。相较于金属有机框架(MOFs)、多孔有机聚合物(POPs)，COFs展现出更快的吸附动力学，更高的金吸附容量和更好的抗生物污染能力。近年来，闫冰教授团队在COFs材料金提取领域积累了较为丰富的经验，相关成果发表在Angew. Chem.、ACS Materials Lett.和Chem. Mater.等国际重要期刊。基于前期系统性工作和相关领域的研究进展，撰写的题为 “Functionalized covalent organic frameworks for gold recovery” 的文章近期在国际知名综述性期刊Coordination Chemistry Reviews上发表。
该文系统地总结了近7年来功能化的COFs用于金回收的研究进展。首先分析了各类COFs材料对Au3+的吸附表现，指出COFs的内在结构对吸附的关键作用。随后，各种吸附参数(pH值，初始金浓度，温度，时间和干扰离子)被分别评估对吸附金的影响。此外，从循环再生性能、真实环境下的提取表现和毒性的角度，分析了COFs材料在金吸附领域的实际应用潜力。更为重要的是总结了COFs材料对Au3+的捕获机理，如尺寸匹配效应、静电吸引、阴离子-π 堆积、氢键作用、化学配位和Au3+到Au0的还原等。
在此基础上，我们指出功能化的COFs材料在吸附金领域面临的挑战和未来的发展方向。提出可以利用理论计算辅助的方法设计并合成可用于高效金提取的COFs材料；应当开发更合适的合成方法，从而实现COFs材料的大规模生产；制备COF膜材料用于金的分离；实现COFs材料的多功能集成应用，如传感，吸附和抗污。
我院博士生梅斗超为论文的第一作者，闫冰教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金项目的支持。
论文链接: https://doi.org/10.1016/j.ccr.2025.216769
