碳分子筛膜，简称CMS膜，是以聚合物前驱体为原料，在惰性气氛下，通过高温碳化制备而成的碳质无机膜。碳分子筛膜是分子筛膜两大类产品之一，具有机械强度高、耐高温、耐高压、热稳定、化学性质稳定、分子筛分性能优异等特点，可以应用苛刻工业场景中。
氢气提纯是碳分子筛膜的另一重要应用领域。碳分子筛膜在高温和/或高压工况下，氢气选择性渗透率高，在氢气纯化和回收方面具有独特优势。烯烃/烷烃分离方面，碳分子筛膜在丙烯/丙烷（C3H6/C3H8）分离中展现出应用潜力。此外，碳分子筛膜还可以用于有机液体分离领域。
碳分子筛膜的制备工艺主要包括前驱体成膜、热解碳化和后处理改性三个阶段，其中，将聚合物前驱体在惰性气氛下进行高温热解碳化是核心工艺。碳分子筛膜制备可以采用的聚合物前驱体类型包括聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、酚醛树脂、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、纤维素等，不同前驱体制备而成的碳分子筛膜在膜物理结构、气体分离性能等方面存在差异。
按照形态结构来划分，碳分子筛膜可以分为中空纤维膜、平板膜、管式膜三大类。中空纤维碳分子筛膜单根纤维外径小、可密集装填，单位体积膜面积（装填密度）高，设备占地小、单套处理规模大，更适配大型工业气体分离规模化装置。
新思界
行业分析人士表示，2025年年以来，我国碳分子筛膜相关研究成果不断增多。在专利方面，2025年1月，广州广钢气体能源股份有限公司、华南理工大学取得“一种用于筛分分离氮气和氢气的碳分子筛的绿色制备方法”专利授权；2025年12月，华东理工大学取得“一种基于氩等离子体处理的碳分子筛膜及制备方法和应用”专利授权。
在科研项目方面，华东理工大学在《中国科学（化学）》2025年9期上发表《用于气体分离纯化的碳分子筛膜研究进展》综述，系统阐述了碳分子筛膜微结构形成过程、传质机理及不同聚合物前驱体的应用，该研究获得国家重点研究计划和国家自然科学基金资助。
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