石墨烯材料由碳元素组成，是典型的二维材料，厚度不到1纳米，是所有SP2结构碳材料的基本单元，可以围成零维结构的C60材料，也可卷曲成一维结构的碳纳米管，还可以通过规整的AB方式堆垛成石墨材料。

　　湿化学制备技术是采用硫酸和高锰酸钾等氧化剂，将石墨氧化插层，剥离出氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯自组装，实现石墨烯的连接。制备的块体材料在冷冻过程形成冰晶，进行造孔，通过冷冻干燥制备出三维石墨烯。

　　为了进一步提升三维石墨烯的力学强度和导电性，研究人员采用化学气相沉积技术制备三维石墨烯，在高温条件下直接在多孔模板表面生长石墨烯，去除模板后冷冻干燥，制备出三维石墨烯。这种方法制备出的石墨烯具有超轻、超弹的特性，微结构调控灵活，可规模化制备，力学和电学性能非常优异。

　　三维石墨烯具有丰富的微纳结构，显示出优异的超疏水特性，小水滴可以在其表面自由地滚动而不会进入其内部。这种特性使三维石墨烯具备自清洁功能，可以使水下油滴进行定向运输和收集，实现油水分离。