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分离膜是指能分隔两相界面，并以特定的形式限制或传递各种化学成分的阻挡层或分离隔膜。膜分离技术是以具有选择性的分离膜材料作为分离介质，在膜两侧驱动力（如压力差、浓度差、蒸汽分压差、化学势、电位差等）作用下，实现原料侧不同组分分离的新型技术。根据膜孔径及分离机理不同进行划分，膜分离技术可分为微滤（MF）、超（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、电渗析（ED）、扩散渗析（DD）、气体分离（GS）、正渗透（FO）、渗透汽化（PV）、控制释放以及近年发展起来的“膜+X”技术，如膜生物反应器（MBR）、膜反应器、膜接触器等。
根据制膜原料种类进行划分，膜材料可分为有机膜、无机膜、复合膜及混合基质膜等。有机膜即有机聚合物膜，主要以醋酸纤维素、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、聚丙烯腈等聚合物为原料制成的膜材料。无机膜主要有金属膜、陶瓷膜、分子筛膜、碳膜等。复合膜主要有无机-有机复合膜、有机-有机复合膜（如聚酰胺/聚砜复合膜等）以及无机-无机复合膜。混合基质膜主要指以无机物为分散相、聚合物为连续相的有机-无机复合膜材料，其中，无机相包括沸石分子筛、碳分子筛、碳纳米管、石墨烯、二氧化硅(SiO2)、金属有机骨架化合物（MOFs）、共价有机框架（COFs）和自聚微孔聚合物（PIMs）等。
根据分离膜结构特点进行划分，膜材料可分为对称膜及非对称膜，其中，对称膜由于其选择分离性能不高，很少被商业化应用。非对称膜是常见的膜材料结构，通常具有支撑体、过渡层及分离层结构，通过对各层结构逐层优化可获得满足应用需求的膜材料。
根据膜组件几何形状进行划分，分离膜可分为板式、中空纤维式、管式、卷式、多通道式、碟式等。根据不同应用需求，可将分离膜组装为不同形式的组件、成套设备。通过优化装填密度、膜清洗和膜更换频率等，权衡生产成本和分离效果，获取最优经济效益。
中空纤维膜作为分离膜的一种重要形态，是指外观为毛细管状、具有分离特性的功能纤维材料。中空纤维膜是分离膜中发展最快的一类膜，与板式膜、管式膜等相比，具有比表面积大、组件装填密度高、设备紧凑、无需支撑、易反清洗、过程能耗低、设备造价低、操作过程简单等特点。近年来，中空纤维膜技术应用范围已从水处理、气体分离领域迅速拓展到石油化工、生物医药、食品饮品等特种分离领域，并逐渐替代传统的蒸馏、萃取、吸附等方法或与传统分离技术相结合，成为促进传统产业技术升级的重要技术手段，为产品品质和系统效率提升、节能减排、清洁生产提供创新性技术支撑。
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