石墨烯是一種蜂窩狀二維晶格層狀納米材料，碳原子以SP2雜化方式緊密堆積。自2004年發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯以其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)引起了研究人員的關(guān)注，并迅速成為物理化學(xué)、材料能源、生命科學(xué)和信息技術(shù)等領(lǐng)域的研究熱點。石墨烯由于其獨到的單原子層狀結(jié)構(gòu)而具有很大的比表面積，SP2雜化具有許多優(yōu)異的性能和優(yōu)異的物理化學(xué)性能。在力學(xué)性能方面，它具有較高的強度和模量；在熱性能方面，它具有較高的導(dǎo)熱性；在電學(xué)性能方面，它具有較高的導(dǎo)熱性。此外，石墨烯還具有量子霍爾效應(yīng)和室溫鐵磁性等特殊性質(zhì)。

自從發(fā)現(xiàn)石墨烯以來，科學(xué)研究人員一直在嘗試不同的方法制備石墨烯。目前，根據(jù)不同的制備原理，石墨烯可分為物理法和化學(xué)法。物理法又稱機械剝離法，可分為微機械剝離法和溶劑剝離法。主要的化學(xué)方法有氧化石墨還原法、熱分解碳化硅法和化學(xué)氣相沉積法。

目前，三維石墨烯的制備引起了研究者的極大興趣。一般來說，三維石墨烯是通過水熱溶劑熱法合成的。在此過程中，需要在溶劑中加入還原劑，在一定溫度下還原氧化石墨。因此，合成的石墨烯結(jié)晶度不高，生體積收縮，產(chǎn)率不高。也有報道稱，采用冷凍干燥的方法獲得三維石墨烯，但石墨烯不易溶解在溶劑中，因此會出現(xiàn)團聚現(xiàn)象。

提供了一種冷凍干燥法制備海綿狀石墨烯的方法。該方法制備的石墨烯具有疏松多孔、比表面積大、三維多孔、密度低、超輕、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點。它可以作為吸附材料和復(fù)合材料，并得到了廣泛的應(yīng)用。