膜化学反应器是将分离膜与化学反应过程相结合而构成的反应系统，可分为膜选择分离反应器和膜控制输入反应器两大类，旨在实现产物的原位分离、反应物的控制输入、反应与分离过程集成等目的。膜控制输入反应器通过分离膜向反应体系中可控输入反应组分，达到调控反应物浓度、提高反应安全性和复合反应选择性等目的，已用于气相和气固反应中。北师大化学学院贾志谦课题组利用膜控制输入反应器强化液相微观混合和相际传质，用于液相、气液、气液固、液/液等复合或多相反应过程，研究了过程规律和机理。

在液相反应中，利用膜液相反应器控制输入反应组分调控过饱和度和强化微观混合制备纳米材料。利用超滤膜微孔作为液体微量分布器，将反应物通过膜微孔加入到另一反应物中，实现反应组分的控制输入，由于透过液滴尺度为纳米级（比传统反应器降低3-5个数量级），所需特征扩散时间大为缩短，可以实现过饱和度调控和微观混合强化，通过计算确定了反应器内成核区的位置，研究发现降低膜截留分子量、反应物浓度和膜内外压差以及提高反应温度，均有利于制得均匀纳米粒子，方法易于放大（J. Membr. Sci.2002, 209:153-161；J. Colloid Interf. Sci.2003, 266: 322-327；J. Membr. Sci. 2017, 543: 277–281），获得授权发明专利。 利用膜液相反应器控制输入制备高性能高分子絮凝剂聚合氯化铝，提出了铝盐水解聚合的串并联反应网络途径。利用超滤膜将碱液均匀可控地加入到氯化铝溶液中，极大降低了碱液液滴尺度和局部过饱和度，降低膜截留分子量、反应物浓度和膜内外压差，提高反应温度，均有利于提高Alb含量，可达到80%以上（Ind. Eng. Chem. Res. 2004, 43: 12-17）。利用中空纤维超滤膜强化混合提高液相快速复合反应的选择性。利用I^-，IO₃^-和H₂BO₃^-平行复合反应为模型体系研究了膜反应器内分隔指数和微观混合状况，研究发现膜反应器内分隔指数可降至0.0015，比静态混合器、Couette混合器和超声混合器等降低了2个数量级以上（J. Membr. Sci. 2006, 249: 364）。

在气液反应中，利用膜气液接触器强化相际传质制备纳米材料。以CO₂和H₂膜接触反应为模型体系，制备了粒度均匀的CaCO₃、SrCO₃、Al₂O₃、SnO₂、Pd等纳米材料，根据气液反应理论建立了连续操作和半间歇操作的数学模型，预测了过程参数对吸收速率的影响规律并得到实验验证。研究发现液相浓度主要影响增强因子，气相分压主要影响传质推动力，液相流速主要影响传质系数，基于双膜理论和表面更新理论的计算结果相同，半间歇操作时反应器可视为微分反应器（J. Membr. Sci. 2009, 342:1-5；J. Membr. Sci.2010, 352:50-54；J. Membr. Sci. 2011, 380: 63-67），获得发明专利授权。利用膜气液催化接触器进行无泡加氢还原。将负载纳米Pd的气液膜催化接触器用于刚果红、酸性橙Ⅱ等偶氮染料的无泡加氢还原，反应系统内氢气体积小（仅为毫升级），过程安全稳定，单位体积气液界面面积大，提供了新型高效的无泡加氢反应器型式（J. Environ. Sci. 2014，26，478–482）。

在液/液反应中，利用具有相转移催化功能的多孔膜接触器强化液/液反应。在中空纤维微孔膜表面接枝相转移催化基团，油相反应物和水相反应物分别在膜两侧流动，两相在膜口处接触并发生相转移催化反应，以亲核取代反应为模型体系，根据液/液反应理论研究了膜结构参数和过程参数等对反应速率的影响规律和机理。研究发现，间歇循环式膜反应器可视为微分反应器，随温度、膜离子交换容量、反应物浓度和溶液流速增大，表观反应速率常数增大，转化频率约为传统催化剂的3倍，在实验条件下传质影响不能忽略（J. Membr. Sci. 2013, 448:74-80；J. Membr. Sci. 2014, 454:316-321）。 发表了膜液相反应器综述论文（J. Chem. Technol. Biotech.2013,88:163-168）、膜气液接触反应器综述论文（J. Chem. Technol. Biotech.2013, 88, 340-345）和膜液/液反应器综述论文（Desal. Water Treat. 2015，53，1196-1203）。