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六氟化铀是核原料生产过程中的重要中间体,也是目前唯一可以用于气体离心分离提取235U的铀化合物。在六氟化铀生产、储运及离心分离235U的过程中,不可避免的会产生含有少量的六氯化铀、氟化氢的尾气。如何直接回收这些低浓度铀,并使回收后的溶液达到排放标准,一直是中核集团的一个技术难题。另外,铀通常与铁、铝、锌、氟等无机离子共生,且通常采用的核燃料棒也是U-Al合金。因此,如何快速、便捷地检测上述微量组分,也是核工业中的一大难题。本论文重点针对六氟化铀碳酸钠碱吸收液中,低浓度铀的富集、回收处理问题进行研究。并在回收铀的基础上,发展、建立了在铀分离领域,几种常见无机离子的荧光检测方法。具体内容如下：第一章绪论部分,主要介绍了铀及其化合物的性质,综述了铀的富集回收方法和机理,以及相关离子的检测方法,并提出了解决方法和设计思路。第二章设计合成了两种廉价易得的聚苯乙烯马来酸酐胺解产物：聚苯乙烯马来酸酐/环己胺树脂(PSMA/CHA)和聚苯乙烯马来酸酐/邻苯二胺树脂(PSMA/OPDA)。在酸化后的六氟化铀碱吸收液废液中,应用PSMA/CHA进行铀的富集、回收。通过研究pH、树脂用量、温度、时间等影响因素,确定了这两种树脂对铀酰离子的最佳吸附条件。同时,我们研究了小分子1-亚硝基-2-萘酚对铀的配位条件,成功地将其直接应用于六氟化铀碱吸收液废液中,进行低浓度碳酸铀酰的富集回收。该方法的处理效果达到了废液排放标准,在核工业中低浓度的铀富集方面,具有重要的科学及应用价值。第三章在富集六氟化铀中铀的基础上,设计合成了两种能够检测低浓度氟离子的基于羟苯基苯并噻唑(HBT)的荧光探针L1H和L2H。含有羟基的L1H合成过程简单,在检测氟离子时表现出了比率型光谱性质,可用于微量氟离子的检测。而在羟基的邻位接枝醛基形成L2H后,能够显著提高对氟离子的选择性检测。光谱研究表明这两种荧光探针都是通过氢键形成与质子离去这两个过程,实现了对氟离子的检测。核磁滴定和DFT计算模拟L2H与氟离子的结合方式对该机理进行了证明。第四章以HBT为荧光基团,通过2-氨基苯酚与L2H缩合反应合成希夫碱荧光探针L3。荧光探针L3可以分别在有机溶剂和水溶液中检测铝离子。所有相关金属离子中,只有铝离子能高选择性地引起探针L3的荧光变化。利用核磁滴定、红外光谱以及DFT计算证明L3与铝离子的配位模式,并详细论证了其与铝离子的相互作用。第五章设计合成了可以高选择性地检测低浓度锌离子的荧光探针L4。针对荧光探针L3在检测铝离子的过程中锌离子干扰的状况,我们将苯胺替代2-氨基苯酚,改变了荧光探针的结构,选择性地识别锌离子。通过光谱研究和DFT计算得到了荧光探针L4与锌离子的配位模式。第六章主要是设计合成了以2-(2-羟基苯基)苯并噻唑为荧光基团用于检测铁离子的荧光探针L5。紫外吸收光谱与荧光发射光谱证明,相较于其它相应的金属离子,L5在乙腈溶液中对铁离子有较高的选择性和灵敏度。通过核磁滴定实验和红外光谱研究,证明了荧光探针L5与铁离子的配位模式。