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本发明公开一种采用溶胶凝胶法制备三维石墨烯的方法:将分析纯乙基纤维素和NaOH以1:0~3的摩尔比溶于乙醇中形成溶胶,将所得溶胶陈化12h得到凝胶,将凝胶在60℃干燥6h得到干凝胶;将所得干凝胶在氩气气氛下在700~900℃碳化,得到产物A;将质量比为碳化产物A:KOH=1:1~3的混合物处理在管式炉中以氩气为保护气,在600~800℃下保温2~3h,将所得产物用去离子水洗涤直到溶液PH=6.8~7.2,用真空抽滤,并在烘箱中60℃干燥5h,得到三维石墨烯。本发明以乙基纤维素为原料,采用溶胶凝胶法制备三维石墨烯,该反应的原料易得且成本低,工艺设备简单,能耗低。