イオン交換基を持つグラフト鎖を付与した多孔性中空糸膜へ溶液を透過させると、金属イオンがグラフト鎖の近くまで輸送されるため高速処理時も高い回収率を期待できる。しかしながら、多孔性中空糸膜は物理的強度が弱いという欠点がある。そこで本研究では、高い液体浸透性を持ち、加工性に優れた多孔性ポリエチレンシート(シート厚2mm,空孔率75\%,細孔径1.0$\mu$m)を基材として選択し、その細孔表面にジエチルアミノ基を持つグラフト鎖を付与した多孔性シートを作製した。さらに、得られたシートをディスク状(13mm$\phi$)に裁断して、固相抽出ディスクカートリッジとし、U(VI), Pu(IV)、及びAm(III)の分離に適用した。本材料では市販のイオン交換樹脂の2-3倍のイオン交換容量を示し、かつイオン交換樹脂カラムによる分離の約1/5の時間でU(VI), Pu(IV)、及びAm(III)を相互分離できることが実証できた。