膜分离过程的本质是依据混合物中各组分在膜材料中的传递速率差异实现分离。根据驱动力类型和分离精度，实验室常用膜分离技术可分为以下几类：
1. 微滤（MF）
孔径范围0.1-10微米，以压力差（0.01-0.3 MPa）为驱动力，主要用于截留悬浮颗粒、细菌等微米级物质。
2. 滤（UF）
孔径1-100纳米，操作压力0.1-1 MPa，可分离蛋白质、病毒等大分子
3. 纳滤（NF）
孔径约1纳米，压力需求1-3 MPa，能截留二价离子和小分子物。实验室中常用于溶液的脱盐纯化，典型膜材料为芳香聚酰胺。
4. 反渗透（RO）
无明确孔径，依靠溶解-扩散机制，需3-10 MPa高压，可去除水中99%以上离子。实验室纯水制备系统中，复合聚酰胺RO膜是关键组件。
5. 电渗析（ED）
通过离子交换膜和直流电场实现离子分离，特别适用于氨基酸、酸等带电物质的分离纯化。

实验室膜分离系统通常由以下模块构成：
1. 膜组件
平板膜：结构简单，易于清洗，适合小体积样品处理，常见于滤实验  
中空纤维膜：装填密度高（可达10000 m²/m³），适合连续操作，多用于微滤和血液透析  
卷式膜：结合平板膜和中空纤维膜优点，实验室纳滤系统常用
2. 驱动系统
压力型设备配备精密柱塞泵或隔膜泵，流量范围0.1-10 L/min  
电驱动设备含直流电源和电板，电压通常≤50 V
3. 控制系统
现代实验室设备普遍集成PLC或触摸屏，可编程控制压力、流量、温度等参数。

4. 辅助单元
预处理模块：包含5-50 μm级预过滤器，保护主膜组件  
在线监测：电导率仪、UV检测器、pH计等实时监控分离效果  
清洗系统：CIP（在线清洗）功能可延长膜寿命30%以上  

实验室典型应用：
1. 生物制药领域
单抗体纯化：采用切向流过滤（TFF）系统，结合300 kDa滤膜，收率可达95%  
疫苗浓缩：使用100 kDa截留分子量膜包，将病毒滴度提高10-20倍  
2. 环境分析
水样前处理：0.22 μm微滤膜替代传统滤纸，实现微生物检测样品制备  
污染物富集：固相萃取结合纳滤膜，可检测ppt级痕量物质  
3. 食品科学 
乳清蛋白分离：50 kDa滤膜处理奶酪副产物，蛋白纯度提升至85%  
果汁澄清：陶瓷微滤膜替代硅藻土过滤，浊度降低且保留风味物质  
4. 纳米材料研究
点纯化：透析-滤联用技术去除未反应前驱体，粒径分布CV值<5%  

石墨烯分散液浓缩：特殊改性PVDF膜实现单层石墨烯选择性分离