该研究由Xiaotong Chen、Linfeng He、Yang Wang、Bing Liu和Yaping Tang共同完成，他们均来自清华大学核能与新能源技术研究所。研究论文发表于2014年的《Analytica Chimica Acta》期刊。该研究的主要科学领域是分析化学，特别是荧光检测技术在痕量铀酰离子（UO₂²⁺）检测中的应用。研究的背景是铀作为一种重要的核材料，在核能生产中具有广泛的商业价值，但其开采、加工和废物处理过程中会对环境造成严重污染。因此，开发高灵敏度和选择性的铀酰离子检测方法对于核工业的各个环节具有重要意义。

研究的主要目标是开发一种基于聚集诱导发光增强（Aggregation Induced Emission Enhancement, AIEE）机制的荧光开启检测方法，用于水溶液中痕量铀酰离子的检测。铀酰离子本身在450-600 nm范围内具有荧光发光能力，但其荧光易受环境影响，因此开发一种能够提高检测灵敏度和选择性的荧光传感器成为研究重点。该研究通过合成一种新型的4-乙氧基羰基水杨醛腙（4-pethoxycarboxyl salicylaldehyde azine, PCSA）衍生物，利用其与铀酰离子的络合作用诱导AIEE效应，实现了对铀酰离子的高灵敏度检测。

研究的工作流程包括以下几个步骤：首先，合成了PCSA，并通过核磁共振（NMR）、质谱（MS）和元素分析等手段对其进行了表征。接着，研究了PCSA在不同溶剂中的AIEE特性，发现其在水中形成聚集体时表现出显著的荧光增强效应。随后，研究了pH值对PCSA AIEE特性的影响，发现当pH值升高时，PCSA的羧基去质子化，导致其分散性增强，荧光减弱。在此基础上，研究了PCSA与铀酰离子的相互作用，发现铀酰离子的加入能够显著增强PCSA在540 nm处的荧光发射，且荧光增强与铀酰离子浓度在1-25 ppb范围内呈线性关系。最后，通过动态光散射（DLS）和扫描电镜（SEM）等手段验证了PCSA与铀酰离子形成聚集体或聚合物的机制。

研究的主要结果表明，PCSA在pH 10.3的条件下与铀酰离子反应时，荧光强度增加了100倍以上，且检测限达到了0.2 ppb。该方法在燃料处理废水中的铀酰离子定量分析中表现出良好的应用潜力。此外，研究还探讨了其他金属离子对检测的干扰，发现大多数金属离子对铀酰离子的检测几乎没有影响，进一步证明了该方法的高选择性。

研究的结论是，基于PCSA的AIEE特性开发的荧光开启检测方法具有简便、灵敏和选择性高的特点，适用于水溶液中痕量铀酰离子的检测。该方法在核工业废水处理和环境监测中具有重要的应用价值。此外，研究还提出了进一步探讨PCSA与铀酰离子络合机制的研究方向。

该研究的亮点在于首次将AIEE机制应用于铀酰离子的荧光检测，开发了一种新型的PCSA衍生物作为荧光传感器。其创新性在于通过PCSA与铀酰离子的络合作用诱导荧光增强，避免了传统荧光传感器中常见的荧光猝灭问题。此外，该方法具有较高的灵敏度和选择性，能够在复杂的实际样品中准确检测痕量铀酰离子，展示了其在核工业废水处理和环境监测中的广泛应用前景。