摩擦电纳米发电机（TENG）作为一种可持续电源，能够充分利用自然环境中的机械摩擦能源，如风能、波浪能等，并且持续输出电子。通过选择合适的摩擦电材料、电荷注入、形态控制和结构设计，可以有效地提高TENG输出性能。其中，通过摩擦电材料的选择可以优化其表面电荷密度，从而改善TENG的输出性能。

共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks，COFs）是一类新型的由C、H、O、N等轻质元素通过共价键连接的晶态有机多孔聚合物。COFs具有密度小、比表面积大、化学及热稳定性好、高度的单体可设计性、网格结构的多样性及可调节性，这些特点为开发摩擦电材料提供广泛的结构基础。然而，基于聚合物和COFs复合材料作为摩擦电材料，并应用于在TENG器件的研究尚未见报道。

近日，中原工学院先进材料研究中心米立伟教授和青年教师翟黎鹏等人报道了四种不同官能团修饰的卟啉共价有机框架材料。在COFs骨架结构中引入给电子(甲基，CH₃)以及吸电子(氟化(2F或4F))的官能团，可以提高摩擦电材料的表面电势，从而优化COF-TENGs的输出性能。

开尔文探针测试和计算数据表明，4F-COF@PVDF具有最高的表面电位和电子亲和力。因此，4F-COF-TENG的输出电流为64 µA，开路电压为420 V，功率密度为2858 mW/m²。最后证实了将4F-COF-TENG用于保护碳钢免受阴极电流影响的可行性。本成果为摩擦纳米发电机在金属防腐领域的应用提供了一种新的思路。

这项工作不仅证明了COFs是用于改善TENG性能的聚合物的有效填料，而且还提供了通过增强电子捕获能力获得优异输出性能的新策略。