V chemickém průmyslu spočívá hlavní role nano-separačních membrán v dosažení účinné a energeticky úsporné separace a čištění látek. Díky přesnému prosévání na molekulární úrovni jsou široce používány v klíčových procesech, jako je koncentrace produktu, regenerace katalyzátoru, dehydratace organických rozpouštědel a využití odpadních zdrojů. Mohou výrazně snížit spotřebu energie při výrobě, nahradit tradiční vysoce energeticky náročné destilační a odpařovací procesy a současně zlepšit čistotu a výtěžnost produktu, což pomáhá chemické výrobě upgradovat směrem k zelenému a udržitelnému směru.