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分離膜是指能分隔兩相界面，并以特定的形式限制或傳遞各種化學成分的阻擋層或分離隔膜。膜分離技術是以具有選擇性的分離膜材料作為分離介質，在膜兩側驅動力（如壓力差、濃度差、蒸汽分壓差、化學勢、電位差等）作用下，實現原料側不同組分分離的新型技術。根據膜孔徑及分離機理不同進行劃分，膜分離技術可分為微濾（MF）、超（UF）、納濾（NF）、反滲透（RO）、電滲析（ED）、擴散滲析（DD）、氣體分離（GS）、正滲透（FO）、滲透汽化（PV）、控制釋放以及近年發展起來的“膜+X”技術，如膜生物反應器（MBR）、膜反應器、膜接觸器等。
根據制膜原料種類進行劃分，膜材料可分為有機膜、無機膜、復合膜及混合基質膜等。有機膜即有機聚合物膜，主要以醋酸纖維素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈等聚合物為原料制成的膜材料。無機膜主要有金屬膜、陶瓷膜、分子篩膜、碳膜等。復合膜主要有無機-有機復合膜、有機-有機復合膜（如聚酰胺/聚砜復合膜等）以及無機-無機復合膜。混合基質膜主要指以無機物為分散相、聚合物為連續相的有機-無機復合膜材料，其中，無機相包括沸石分子篩、碳分子篩、碳納米管、石墨烯、二氧化硅(SiO2)、金屬有機骨架化合物（MOFs）、共價有機框架（COFs）和自聚微孔聚合物（PIMs）等。
根據分離膜結構特點進行劃分，膜材料可分為對稱膜及非對稱膜，其中，對稱膜由于其選擇分離性能不高，很少被商業化應用。非對稱膜是常見的膜材料結構，通常具有支撐體、過渡層及分離層結構，通過對各層結構逐層優化可獲得滿足應用需求的膜材料。
根據膜組件幾何形狀進行劃分，分離膜可分為板式、中空纖維式、管式、卷式、多通道式、碟式等。根據不同應用需求，可將分離膜組裝為不同形式的組件、成套設備。通過優化裝填密度、膜清洗和膜更換頻率等，權衡生產成本和分離效果，獲取最優經濟效益。
中空纖維膜作為分離膜的一種重要形態，是指外觀為毛細管狀、具有分離特性的功能纖維材料。中空纖維膜是分離膜中發展最快的一類膜，與板式膜、管式膜等相比，具有比表面積大、組件裝填密度高、設備緊湊、無需支撐、易反清洗、過程能耗低、設備造價低、操作過程簡單等特點。近年來，中空纖維膜技術應用范圍已從水處理、氣體分離領域迅速拓展到石油化工、生物醫藥、食品飲品等特種分離領域，并逐漸替代傳統的蒸餾、萃取、吸附等方法或與傳統分離技術相結合，成為促進傳統產業技術升級的重要技術手段，為產品品質和系統效率提升、節能減排、清潔生產提供創新性技術支撐。
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