본 발명의 일 실시예에 따른 폴리이미드 그래핀 나노리본 복합막 제조방법은 산화 그래핀 나노리본 용액을 제조하는 단계; 폴리이미드 전구체 용액을 제조하는 단계; 산화 그래핀 나노리본 용액 및 폴리이미드 전구체 용액을 혼합하여 폴리이미드 그래핀 나노리본 용액을 제조하는 단계; 대상 기재 상에 폴리이미드 그래핀 나노리본 용액을 도포하는 단계; 및 도포된 폴리이미드 그래핀 나노리본 용액 상에 열처리를 진행하여 폴리이미드 그래핀 나노리본 복합막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.