随着我国核电的蓬勃发展,放射化学分离在核燃料生产、核燃料后处理、放射性核素生产、核化学研究和放射性核素的分析方面得到广泛的应用.传统的放射化学分离方法包括共沉淀、溶剂萃取,离子交换法、色层法和电化学分离法等方法.其中共沉淀流程比较繁琐,而且安全性不高,溶剂萃取容易产生较多的有机废液,色层吸附处理容量较低,这些都使其在实际应用中存在着诸多限制.而膜分离具有能耗低,操作方便,不产生二次污染,制造方便等优点,在放化分离领域具有较好的应用前景.新型材料氧化石墨烯薄膜,具有强的亲水性、强的耐酸碱性、耐辐照性和非常好的防污塞等性能,而且具有多层结构,对于拥有不同水合半径的金属离子具有良好的分离性能,有望在放化分离领域得到较好的应用.本文以单层原子厚、二维空间网络结构并具有强的化学稳定性和亲水性的氧化石墨烯为基础，通过真空抽滤方法制备一种膜分离的新型材料-氧化石墨烯薄膜（GO膜），并设计和制造了透过半径为lcm的用于膜分离的U型装置。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析技术对氧化石墨烯薄膜进行表征。研究了单独的锕系(U、Th)、镧系(La)、碱金属(Na、Cs)、碱土金属(Sr)及过渡金属离子(Y)在1 mol/mL硝酸下以及单独的阴离子(cr、NO3-和SO42-)在氧化石墨烯薄膜渗透情况，得到不同条件下金属离子在氧化石墨烯薄膜上分离的数据。研究表明，随着离子的水合离子半径的增加，离子在氧化石墨烯膜上的渗透速率下降，并且碱金属离子、碱土金属离子和一些过渡金属离子渗透速率明显高于镧系和锕系金属离子。