本发明公开了一种聚酰亚胺厚膜和量子碳基膜、及其制备方法，其中聚酰亚胺厚膜的制备方法，包括：将含有苯基的酐与二胺杂化，得到热塑性聚酰亚胺树脂前驱体；将热塑性聚酰亚胺树脂前驱体与单体反应物混合，通过架桥反应使聚酰亚胺树脂前驱体的两末端形成单体结构，得到酰亚胺中间体组合物；将酰亚胺中间体组合物进行酰亚胺化，得到树脂溶液混合物；采用井喷式喷涂方法将树脂溶液混合物连续均匀喷涂在传送带上，经固化、干燥，得到聚酰亚胺厚膜。本发明提出的聚酰亚胺厚膜和量子碳基膜、及其制备方法，平整性好且无倾斜翘曲。