质子导电材料的开发在燃料电池和电子设备的质子交换膜的制造中发挥着重要作用。高性能的质子导体不仅需要高效的质子传导能力，还要求高度的稳定性，以使其能够在苛刻的燃料电池操作条件下长期、稳定的运行。目前仅有的几种已商业化的质子导电材料，如Nafion，存在合成步骤复杂、价格昂贵、耐久性不足、最适工作温度区间窄等缺点。此外，它们模糊、无序的分子结构阻碍了精确结构的设计和对质子传导机制的理解。因此，开发用于高温聚合物电解质膜燃料电池的无水质子传导材料具有重要意义。

共价有机框架（COFs）是一种新型的晶态多孔有机高分子材料，具有高比表面积、孔道大小可调、结构和功能可预先设计等优点，有望作为一种理想的质子传导材料。然而，二维COFs普遍具有较弱的层间相互作用和可逆的有机连接键，使得其结构稳定性受到挑战，阻碍了材料的实际应用。且弱的层间相互作用不利于晶体的长程有序生长，最终限制了质子传导的性能。

近日，华南理工大学的杜丽教授开发了一种通过C₃对称性单体的中心结构来调控二维COFs的层间相互作用的策略，从而控制材料的结晶度、孔隙率和物理化学稳定性，最终构建了超稳定的COFs材料用于高效的无水质子传导。

以苯基/三嗪基为C₃对称性单体的结构中心，通过席夫碱反应构建了4例亚胺连接的COFs。随着三嗪基团引入骨架中心，COFs的层间相互作用得到加强，其结晶度、孔隙率、物理和化学稳定性也随之明显提高。甚至在严苛的化学条件下（85% H₃PO₄浸泡），TPT-COF能稳定存在至少2个月，该优异的稳定性优于大多数亚胺连接的COFs。

进一步通过DFT计算预测了材料的堆叠行为和堆叠能，结合实验结果揭示了层间相互作用的调控机制：一方面，以三嗪基为核的结构单元趋于平坦化，减少了层间堆叠出现误差和位错的机会，从而提高了堆叠的有序度；另一方面，由于TPT-COF独特的反向平行的AA堆叠方式诱导了层间的自互补π电子相互作用，使得层间富电子与缺电子单元出现供体–受体相互作用和反平行的亚胺键间的偶极–偶极相互作用，赋予了材料稳定的结构。

最终，采用简便的溶液浸渍策略将质子导体（H₃PO₄）负载到COFs孔道内，所制备的H₃PO₄@COFs表现出优异的无水质子传导性能和良好的稳定性、热耐久性。在160℃，无水的条件下，质子电导率高达1.27 × 10 ^–2 S cm^–1。该工作提出调整层间相互作用的策略，为亚胺连接的COFs的不稳定性提供了一个简单的解决方案，同时提高了其结构的结晶度和孔隙率。因此，该策略可以促进COFs在无水质子传导系统等能源相关设备的设计和开发。