石墨烯是一種由sp2雜化碳構建的蜂窩狀二維（Two Dimensional，2D）平面晶體材料，其次被發現是通過機械剝離的方法得到。3D石墨烯是指石墨烯片層之間首尾相連形成具有一定空間框架結構的三維材料，又稱為石墨烯泡沫（foam）、海綿（sponge）或凝膠（aerogel），這種三維網絡結構既防止了片層之間的堆棧，又產生了大量的多層次孔道，非常有利于傳質、吸附和負載。

　三維石墨烯是利用高溫高壓的水溶液使不溶或難溶于水的物質生成該物質的溶解產物，并達到一定的過飽和度而進行結晶和生長的方法。且一步水熱法方法簡單；制備條件要求不高，成本低，所得石墨烯品質優良。

　　石墨烯主要分為：單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯。

　　單層石墨烯：指由一層以苯環結構（即六角形蜂巢結構）周期性緊密堆積的碳原子構成的一種二維碳材料。

　　雙層石墨烯：指由兩層以苯環結構周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛等）堆垛構成的一種二維碳材料。

　　多層石墨烯：指由3-10層以苯環結構周期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛構成的一種二維碳材料。

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