三维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

　　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。

　　三维石墨烯具有大的孔隙率以及超疏水特性，对包括原油等数十种有机污染物有很强的吸附性，高吸附量可以达到自身重量的1000倍以上，并且可重复利用多次循环，吸附量可无明显衰减。

　　石墨烯材料是在石墨烯的片层中通过物理或化学的方法制造一些具有纳米尺寸的孔洞，这些方法包括：化学气相沉积法，溶液法，水热法等。