（3）电化学还原法 电化学氧化还原法主要是通过强氧化剂将天然石墨氧化并超声分散，得到氧化

石墨烯（GO），再加还原剂还原得到还原氧化石墨烯（rGO）。Guo 等采用此方法制 备得到了厚度约为 1。1 纳米的石墨烯，相比于用化学气相沉积法制备得到的石墨烯， 其优点是制备的石墨烯厚度均匀，没有大量团聚现象[6]。Chen 等利用循环伏安法直 接还原氧化石墨烯，石墨烯被直接沉积到玻璃碳电极上得到石墨薄层，并且他指出 利用电化学氧化还原法可以将石墨烯在任何导电的基体上发生电沉积[7]。这种方法 基本可以实现大批量制备石墨烯的目的，但是这类石墨烯会由于氧化、超声等原因 导致缺陷过多，导电性降低，在一定程度上限制了使用。

大体来说，目前制备石墨烯的方法很多，可以归结为两大类：物理制备和化学 制备。其中物理制备就是以低价的石墨为原材料，利用外部机械力吸附或直接剥离 来制备少层的石墨烯，这种方法的优势是产品缺陷少，操作简单，缺点是不易准确 控制，随机性大；化学制备是用氧化、还原、超声等一系列化学手段来制备石墨烯， 是如今生产石墨烯的主要方法，这种方法的优势是产出效益高，适合大规模生产且 环保无污染，缺点是产品缺陷较多，不适合精密生产加工。

1。2。2 三维石墨烯概述

1、三维石墨烯结构与制备

目前，机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法等均可以制备石墨烯(石墨烯 G 或化学还原氧化石墨烯 rGO) 及其衍生物。由于石墨烯层之间有着很强的π —π 相互作用和范德华力，石墨烯层大多会发生团聚和堆叠现象，因此整合二维石墨烯 构建具有特定三维(3D) 结构的石墨烯组装体，进而制备性能优异的功能器件对于 拓展石墨烯的实际生产应用具有重大意义。三维结构的石墨烯及其复合材料不仅具 备石墨烯固有的性质，还可以赋予其一些特有的性质，如具有更大的比表面积、更 快的传质速率、更高的导电率，且在能量储存、催化反应、环境保护及柔性 /可伸 缩导电材料等方面具有较二维石墨烯材料更优越的性能及更广阔的应用前景。因 此，近些年来国内外对三维石墨烯材料的制备及应用研究热情高涨。人们利用溶液 自组装法、界面自组装法和模板导向法等已经成功制备了多种具有纳米结构的三维 石墨烯材料，此外，三维纳米结构形成过程中石墨烯可与其他功能性材料有效复合 得到复合材料[8]。

2、三维石墨烯的性质

经不断试验，现如今三维石墨烯有着几种典型的结构，主要有石墨烯泡沫、石 墨烯气凝胶和石墨烯水凝胶。其中具有三维连通网络结构的石墨烯泡沫的制备是基 于泡沫镍为模板，让石墨烯片在泡沫镍表面生长，最终成为一个整体。这种石墨烯 泡沫不仅孔隙率高、比表面积大，而且有着很好的柔韧性，是制作超级电容器的优

秀材料。目前通常用溶胶-凝胶法来制备石墨烯凝胶，第一步通过超声和水热过程将 氧化石墨烯形成水凝胶，第二步通过冷冻干燥生成高强度的气凝胶。这种石墨烯凝 胶制备方法简单，且产品具有质量轻、吸附力强等特点。综上所述，三维石墨烯材 料虽然有着不同的结构和性质，但它们都共享导电率高、比表面积大、质量小等特 点。

3、三维石墨烯在电化学方面的应用

三维结构的石墨烯材料有着更大的比表面积、更大的孔隙率，且机械强度高， 电子传导能力好。因此，三维石墨烯及其复合材料在能量存储、半导体材料、生物 医药、电化学电池等方面都有着巨大的应用潜力。