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본 발명은 이산화탄소 분리 성능이 향상된 혼합기질막 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고유 미세기공성 고분자(polymer of intrinsic microporosity, PIM-1) 유래의 카복실기 기능화 고분자 점(polymer dots, Pdots)을 Pebax 기지(matrix)에 분산시켜 이산화탄소/질소(CO₂/N₂) 분리용 혼합기질막을 제조하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에서 PIM-1 유래 다공성 구조는 기체 전달을 위한 추가적인 이동 경로를 제공하며, poly(styrene-co-maleic anhydride)(PSMA)에 의해 도입된 카복실기는 이산화탄소에 대한 친화성과 고분자 기지와의 계면 상용성을 향상시킨다. 이에 따라 카복실기 기능화 Pdots가 도입된 혼합기질막은 기존 Pebax 분리막에 비해 이산화탄소 투과도와 CO₂/N₂ 선택도가 동시에 향상되었다. 특히, 0.5 중량%의 Pdots를 포함하는 혼합기질막은 우수한 분리 성능을 나타내었으며, 이산화탄소 투과도 232.61 Barrer와 CO₂/N₂ 선택도 53.47을 나타내어 기존 Pebax 분리막의 이산화탄소 투과도 148.99 Barrer 및 선택도 40.27보다 현저히 향상된 성능을 보였다. 또한, 상기 혼합기질막은 CO₂/N₂ 분리에 대한 Robeson upper bound에 근접하는 성능을 나타내었다. 따라서 본 발명은 다공성 구조와 카복실기 기능을 동시에 갖는 PIM 유래 고분자 점을 나노필러로 활용함으로써, 높은 기체 투과도와 선택도를 동시에 구현할 수 있는 고성능 이산화탄소 분리용 혼합기질막 및 이의 제조기술을 제공한다.