石墨烯是一种由sp2杂化碳构建的蜂窝状二维（Two Dimensional，2D）平面晶体材料，其次被发现是通过机械剥离的方法得到。3D石墨烯是指石墨烯片层之间首尾相连形成具有一定空间框架结构的三维材料，又称为石墨烯泡沫（foam）、海绵（sponge）或凝胶（aerogel），这种三维网络结构既防止了片层之间的堆栈，又产生了大量的多层次孔道，非常有利于传质、吸附和负载。

　三维石墨烯是利用高温高压的水溶液使不溶或难溶于水的物质生成该物质的溶解产物，并达到一定的过饱和度而进行结晶和生长的方法。且一步水热法方法简单；制备条件要求不高，成本低，所得石墨烯品质优良。

　　石墨烯主要分为：单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯。

　　单层石墨烯：指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。

　　双层石墨烯：指由两层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。

　　多层石墨烯：指由3-10层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。

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