图1.3三维石墨烯网络的合成原理：(a)化学自组装法；(b)化学模板法；(c)化学气相沉积法

1.2.2三维石墨烯基复合材料的制备及电化学性能研究

Wang[16]等人将中空的纺锤状Fe3O4颗粒均匀的镶嵌在导电石墨烯网络层之间直接作为电极与其相似，Wei[17]等人制备了Fe3O4/石墨烯片/3DGN复合物，在150mAg−1的电流密度下容量达到了850mAhg-1，比单纯的Fe3O4@石墨烯片（620mAhg-1）层复合物高出很多。

Cheng[18]等人使用水热法，成功合成了Li4Ti5O12（LTO）纳米片与3DGN的复合物，该材料在1oC和30oC时的比容量分别为170和160mAhg−1。在30oC和100oC的环境下，充放电循环500圈后容量基本无衰减，无论是比容量还是循环稳定性都大大超过纯LTO纳米片材料。Wang[16]等人合成了蜂窝状的MoS2/3DGN复合物，将其用作锂离子电池电极，其放电比容量达到1235mAhg−1，充放电循环60圈的容量保持率为85.8%，大大优于纯的MoS2块体。Xia[19]等人使用聚乙醇二氧噻吩（PEDOT）作为导电保护层，制备了3DGN/V2O5—PEDOT一体式电极。该材料具有极大的比表面积，为锂离子的传输提供更便捷的通道。V2O5纳米阵列生长在介孔结构的PEDOT上并一并负载到3DGN上，得到了所有V2O5类锂离子电池材料中最高的窗口电压，并且表现出极其稳定的循环性能。Wu[29]等人制备了具有多级孔结构的三维石墨烯气凝胶网络，该材料经充放电循环5000圈，比容量为226Fg−1。研究表明，材料中大孔与介孔之间具有协同作用，相互连接的大孔缩短了溶液中离子从电解液外层扩散到活性物质内层的距离，而三维石墨烯壁上的介孔及内部的小孔增加离子的嵌入，提高了容量。

Cao[20]等人与Dong[21]等人最先使用3DGN作为多孔基底负载一些活性物质（如NiO、Co3O4等）用于超级电容器，通过水热法将NiO与Co3O4纳米颗粒负载到3DGN上，3DGN/Co3O4电极表现出大于1000Fg−1的比容量，3DGN/NiO电极的比容量达到745Fg−1，远高于Ni泡沫/NiO电极（305Fg−1）。在此之后，Ruoff[22]等人还报道了3DGN/Ni(OH)2电极的超电性质，其比容量达到了1100Fg−1，能量密度达到44kWkg−1，为Ni(OH)2与石墨烯粉末混合物电极的4倍，再次证明了具有三维网络结构的石墨烯比传统石墨烯在电化学储能方面具有一定优势。2014年，张华等人[44]首次将MIL-88(Fe)的前驱体（金属盐和刚性有机配体）与3DGN原位反应制备了3DGN/MOFs复合材料，随后通过两步煅烧得到了锂离子电池用3DGN/Fe2O3自支撑电极材料，首次放电比容量高达1133mAhg-1，充放电50次后容量保持率为76%，同时具有高的导电性和倍率性能。当前人们对3DGN/MOFs及其衍生物的研究尚处于起步阶段，但其运用于储能器件中所表现的优异性能毋庸置疑，急需开展深入系统的研究。