膜分离技术是近几十年来发展起来的一项新的分离技术，它是利用特殊制造的多孔材料以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的污染物。传统分离膜主要包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。膜分离具有占地面积小、分离效率高等优点，但也存在膜易受油类物质污染，化学与热稳定性差等缺陷。因此，设计制备适用于油水分离的新型膜材料已经成为目前亟待解决的问题。基于特殊浸润性的油水分离膜是较新的发展方向，它根据水和油在其表面浸润性的不同将油水混合液中的油、水分离开，其中超亲水/水下超疏油膜尤其适用于乳化油废水的处理。超亲水/水下超疏油膜对油的黏附力极低，当其接触乳化油废水时，水可以不断往下渗透，而由于表面的超疏油性，使得油滴截留在表面，从而达到油水分离的目的。同时，由于膜的超疏油性，油滴无法污染膜表面，适用于水多油少的场合。Kota等将聚乙二醇二丙烯酸酯与POSS基材料按质量比为4∶1混合制得湿度响应性膜，具有超亲水超疏油特性。该膜在空气和水中均表现出超疏油性，在处理不同类型的油水混合物时均达到99%以上的高效分离。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
Cao等将甲基丙烯酸二甲氨乙酯聚合物(PDMAEMA)涂覆在不锈钢网上，形成PDMAEMA水凝胶涂层，制得了温度和pH双重响应性网膜，可通过调节温度和pH值实现油水分离。当温度<55℃与pH值<13 时，当膜接触到油水混合物时，水可通过膜渗透而油被截留在膜表面。Wang等制备了聚乙二醇与Ag纳米粒子的多孔复合膜，该膜与水的接触角趋于0°，而在水下与油滴的接触角达到了158.2°，呈现出了超亲水/水下超疏油的特性;该膜材料可同时对“水包油”与“油包水”乳液实现高效的油水分离，因此在含油废水处理中的应用前景十分广阔。Chen等通过溶胶凝胶作用将二氧化硅纳米粒子镶嵌到玻璃纤维膜中，由于其超亲水/水下超疏油的特性同样表现出了优异的乳化油水分离效率。上述超亲水/水下超疏油膜材料在乳化油废水处理中展现出了很好的应用前景，但是该类材料使用时需要膜固定装置，无法在废水现场直接进行操作在，往往需要将废水回收后才可进一步进行处理。