核心用途

1. 共价有机框架 COF 构筑单体

两个\(\ce{-NH2}\)，二胺单体，2 连接节点，与多醛单体（吡啶四醛、芘四醛、DMAC 双水杨醛等）席夫碱缩合制备含咔唑单元的亚胺键 COF

• 咔唑结构优势：经典 p 型给体、空穴传输单元；刚性稠杂环，高稳定性；9 位甲基消除 N-H 活泼氢，避免副反应、提升溶解性与骨架稳定性
• 应用方向
  • 光催化：CO₂光还原、光解水析氢、有机污染物可见光降解；咔唑作为电子给体促进光生电荷分离
  • 荧光传感：硝基芳烃、重金属离子、pH、VOC 检测；咔唑自带荧光，COF 孔道提供选择性吸附
  • 气体吸附：CO₂捕获、CO₂/N₂选择性分离；咔唑 N 原子提供极性位点
  • 异相催化：CO₂环加成、有机氧化还原催化

2. 多孔有机聚合物 POP/CMP、共轭聚合物砌块

聚合得到共轭多孔聚合物；也可和二酸酐制备聚酰亚胺，咔唑骨架赋予薄膜高耐热、空穴传输能力，用于有机半导体膜材料研究。

3. OLED / TADF 有机光电材料中间体

咔唑是 OLED/TADF 给体单元：

• 两个氨基可通过 Buchwald、酰胺化、席夫碱缩合构建 D-A 型 TADF 分子、空穴传输材料；
• 用于染料敏化电池 DSSC、钙钛矿太阳能电池空穴传输材料前体；
• 研究咔唑衍生物光物理、电荷传输、激发态动力学。