共價有機框架（COFs）是一類通過有機前體之間的反應形成二維或三維結構的材料，產生強大的共價鍵，從而得到多孔、穩定和結晶的材料。隨著研究人員對合成控制和前體選擇的優化，COFs作為一個領域從有機材料的總體領域出現。這些對配位化學的改進使非多孔和無定形的有機材料，如有機聚合物，發展成為具有剛性結構的多孔、結晶材料，在各種溶劑和條件下賦予材料特殊的穩定性。通過網狀化學的發展，實現了精確的合成控制，產生了有序的納米多孔結構，具有高度優先的結構方向和性能，可以協同增強和放大。通過明智地選擇COF二級構建單元（SBU）或前體，最終的結構可以預先確定，并以特殊的控制方式進行修改，從而能夠對出現的特性進行微調。這種控制水平促進了COF材料的設計、合成和在各種應用中的使用，許多時候，其尺度甚至超過了目前最先進的方法。

在密歇根大學時，OmarM.Yaghi（目前在UCBerkeley）和AdrienPCote在2005年發表了xxx篇關于COF的論文，報告了一系列的二維COF。他們報告了通過苯基二硼酸（C6H4[B(OH)2]2）和六羥基三苯（C18H6(OH)6）的縮合反應設計并成功合成了COFs。對經驗公式為(C3H2BO)6-(C9H12)1(COF-1)和C9H4BO2(COF-5)的高結晶產品的粉末X射線衍射研究表明，二維膨脹多孔石墨層具有交錯構象(COF-1)或黯淡的構象(COF-5)。它們的晶體結構完全由B、C和O原子之間的強鍵保持，形成剛性的多孔結構，孔徑從7到27埃不等。COF-1和COF-5表現出高熱穩定性（溫度高達500至600攝氏度）、xxx的孔隙率和高表面積（每克分別為711和1590平方米）。三維COF的合成一直被長期的實踐和概念挑戰所阻礙，直到2007年由OmarM.Yaghi及其同事首次實現。與可溶解的0D和1D系統不同，二維和三維結構的不溶解性排除了使用逐步合成的方法，使其以晶體形式分離非常困難。然而，通過明智地選擇構件和使用可逆的縮合反應來結晶COFs，這xxx個挑戰被克服了。

多孔晶體固體由二級構建單元（SBU）組成，它們組合起來形成一個周期性的多孔框架。通過各種SBU的組合，幾乎可以形成無限多的框架，從而在分離、儲存和異質催化等方面應用獨特的材料特性。多孔晶體固體的類型包括沸石、金屬-有機框架（MOFs）和共價有機框架（COFs）。沸石是微孔的鋁硅酸鹽礦物，通常作為商業吸附劑使用。MOFs是一類多孔聚合材料，由有機橋接配體連接的金屬離子組成，是分子配位化學和材料科學界面上的一個新發展。COFs是另一類多孔聚合材料，由多孔、結晶、共價鍵組成，通常具有剛性結構、特殊的熱穩定性（溫度高達600℃），在水中穩定且密度低。它們表現出xxx的多孔性，其比表面積超過了那些著名的沸石和多孔硅酸鹽。

術語"二級建筑單元"已被用于描述概念性的片段，可將其比作用于建造沸石房屋的磚塊；在本網頁的背景下，它指的是由延伸點定義的單元的幾何形狀。

網狀合成法使框架材料能夠自下而上地合成，以引入化學成分的精確擾動，導致框架特性的高度可控性。通過自下而上的方法，材料是由原子或分子成分合成的，而不是自上而下的方法，后者通過剝離、光刻或其他各種合成后修飾的方法從大塊材料中形成。自下而上的方法對諸如COFs這樣的材料特別有利，因為合成方法被設計成直接產生一個擴展的、高度交聯的框架，而這個框架是由一個個小分子組成的。