这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的详细介绍：
该研究的主要作者包括Na Lin、Ran Tao、Zhijiang Chen、Qifa Pan、Zhihao Zhu、Bo Gao和Wensheng Ren。他们来自中国工程物理研究院材料研究所（Institute of Materials, China Academy of Engineering Physics）以及表面物理与化学科学与技术实验室（Science and Technology on Surface Physics and Chemistry Laboratory）。该研究于2021年10月29日在线发表在《Journal of Luminescence》期刊上，卷号为242，文章编号为118562。
铀（Uranium）作为一种天然放射性锕系元素，在核工业中具有重要作用。然而，水溶性的铀酰离子（UO₂²⁺）具有化学毒性和放射性，可能进入人体并对肾脏、神经系统等造成损害。世界卫生组织（WHO）规定饮用水中UO₂²⁺的最大浓度为30 μg/L。因此，开发一种快速、高效的UO₂²⁺检测方法具有重要意义。
荧光传感器因其成本低、速度快、灵敏度高且操作方便，成为检测UO₂²⁺的有力工具。然而，现有的荧光传感器多为均相系统，实际应用中存在一定局限性。相比之下，荧光薄膜传感器具有便携性和操作简便等优势。因此，该研究旨在通过自组装单层（Self-Assembled Monolayer, SAM）技术设计和制备一种新型荧光薄膜传感器，用于检测UO₂²⁺。
研究流程主要包括以下几个步骤：
1. 材料与仪器准备：研究使用了4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯甲酸、N-羟基琥珀酰亚胺、二乙基磷酸酯等试剂，并通过核磁共振（NMR）、质谱（MS）、X射线光电子能谱（XPS）、荧光光谱和紫外-可见吸收光谱等仪器对材料进行表征。
2. TPE-NHS的合成：以4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯甲酸为原料，通过N-羟基琥珀酰亚胺活化，合成TPE-NHS（2,5-二氧代吡咯烷-1-基4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯甲酸酯）。
3. 化合物1的合成：通过二乙基磷酸酯与三氟乙基丙烯酸酯的反应，合成2,2,2-三氟乙基3-(二乙氧基磷酰基)丙酸酯（化合物1）。
4. 石英玻璃表面功能化：将石英玻璃浸泡在浓硫酸/过氧化氢混合溶液中清洗，然后与(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）反应，形成氨基终止的自组装单层。随后，将TPE-NHS和化合物1依次通过化学反应固定在玻璃表面。
5. 荧光薄膜传感器的表征：通过XPS、荧光光谱和紫外-可见吸收光谱验证TPE-NHS和化合物1在玻璃表面的成功固定。
6. UO₂²⁺检测性能测试：将薄膜传感器浸泡在不同浓度的UO₂²⁺溶液中，测试其荧光响应。通过荧光光谱和XPS分析UO₂²⁺与薄膜的相互作用。
7. 选择性和实际样品测试：测试薄膜传感器对其他金属离子的选择性，并在实际水样中验证其检测性能。
8. 重复使用性测试：通过交替浸泡在UO₂²⁺溶液和磷酸溶液中，测试薄膜传感器的重复使用性能。
该研究成功设计并制备了一种基于自组装单层技术的新型荧光薄膜传感器，用于检测UO₂²⁺。该传感器具有高灵敏度、高选择性和良好的重复使用性，能够在实际水样中有效检测UO₂²⁺。研究结果表明，该薄膜传感器在环境监测和核工业领域具有潜在应用价值。
该研究还探讨了荧光猝灭机制，提出UO₂²⁺通过与碳酰胺磷酸氧化物配体的配位作用，导致TPE荧光团的静态猝灭。这一机制通过时间分辨荧光光谱和吸收光谱得到了进一步验证。