稀有金属离子分离膜，是指能够从溶液中分离出稀有金属离子的一类膜材料。
　　稀有金属是指自然界中储量少、资源分布稀散、难以提取的金属，包括稀有轻金属、稀有贵金属、稀有分散金属、稀土金属等，例如锂、铂、镓、锗、铟、钇、镧、钕、钛、锆、铌等。稀有金属在特种钢材、特种合金制造领域不可或缺，下游应用范围极为广泛，对高技术产业发展具有重要意义，是重要战略资源。
　　膜分离法是稀有金属离子分离提取的重要手段，在此过程中，稀有金属离子分离膜不可或缺。稀有金属离子分离膜可以应用在冶金、化工、工业废水处理、资源回收等领域。从资源回收方面来看，稀有金属不可再生，对其进行回收再利用，在保障国家资源安全方面具有重大意义。
　　稀有金属离子分离膜是利用膜的选择性，从成分复杂的溶液中分离稀有金属离子，使稀有金属离子富集，从而实现回收再利用。由于溶液成分复杂，稀有金属离子分离膜需要具备优良的物理性能以及化学稳定性，以保证可以应用在各种苛刻场景中，实现有效分离。稀有金属离子分离膜对孔径分布、孔道内功能化等均有较高要求，才能够满足稀有金属离子高精度分离需求。
　　在全球范围内，已经有企业具备稀有金属离子分离膜研制能力，例如杜邦（DuPont），但大多数产品性能依然不足，因此其技术研究还在不断深入。在2024年8月我国工信部关于发布国家重点研发计划“高性能制造技术与重大装备”等16个重点专项2024年度项目申报指南的通知中，就提出稀有金属离子分离膜材料的关键技术。
　　我国稀有金属离子分离膜相关研究成果正在增多。2023年9月，兰州大学稀有同位素前沿科学中心团队制备出高选择性、低能耗的超平层间结构的涡旋氧化石墨烯膜，实现了实验室阶段盐湖中锂、钾、镁等离子的选择性高效分离，研究成果发表于《纳米快报》。
2024年11月，南京工业大学环境学院科学家采用共价有机框架（COF）为成膜材料，设计并制备了一种全新的具有非对称结构的COF膜，用于稀有金属离子镧、锶、铯的选择性分离，研究成果发表于《自然•通讯》。新思界行业分析人士表示，我国是工业大国，稀有金属离子分离膜需求量大，国内相关研究成果不断增多，为行业核心竞争力的提升奠定了基础。