石墨烯是一種由sp2雜化碳構(gòu)建的蜂窩狀二維（Two Dimensional，2D）平面晶體材料，其次被發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)既防止了片層之間的堆棧，又產(chǎn)生了大量的多層次孔道，非常有利于傳質(zhì)、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(zhì)生成該物質(zhì)的溶解產(chǎn)物，并達到一定的過飽和度而進行結(jié)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(zhì)優(yōu)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(huán)結(jié)構(gòu)（即六角形蜂巢結(jié)構(gòu)）周期性緊密堆積的碳原子構(gòu)成的一種二維碳材料。

　　雙層石墨烯：指由兩層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)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(gòu)成的一種二維碳材料。

　　多層石墨烯：指由3-10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)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(gòu)成的一種二維碳材料。

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