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本发明公开了一种用于三维石墨烯制备的超声相控阵设备，包括超声发射器控制系统以及壁面布满发射器的腔体。该设备利用超声驻波控制载体微球在溶液池腔体空间中形成均匀规律的排布，去除微球后在三维石墨烯中留下均匀规律的孔隙结构；通过100MHz～1000MHz的超声波形成相邻波节间距数微米的驻波，从而实现三维石墨烯内微米级别的规律分布的孔隙；通过调控超声波的波长或频率可以实现对孔隙间距的调控；通过调控不同超声发射器的开关状态，可以实现三维石墨烯不同的宏观结构。利用本设备制备三维石墨烯，可以对三维石墨烯的宏观结构、孔径大小以及孔隙间距进行有效控制，从而制备出高连续性的均匀规律孔隙结构的三维石墨烯。

本发明公开了一种高连续性的均匀规律孔隙结构三维石墨烯的制备方法，包括以下步骤：1.设计所需三维石墨烯的宏观形状、内部孔隙孔径及孔隙间距；2.准备直径与三维石墨烯孔径相当的微球。3.制备载体微球分散液及氧化石墨烯分散液；3.将载体微球分散液与氧化石墨烯分散液混合；4.根据所设计的孔隙分布调整超声相控阵超声波的频率以及各探头工作情况，形成相应驻波声场，利用驻波控制载体微球在分散液中的空间分布；5.调节分散液pH，形成内部含有载体微球的三维氧化石墨烯，取出干燥；6.去除载体微球，形成具有均匀规律孔隙结构的三维氧化石墨烯；7.将三维氧化石墨烯还原，得到连续性好、孔隙分布均匀规律的三维石墨烯；本发明借助超声相控阵驻波声场控制载体微球形成均匀规律的空间排列，以制备连续性好且具有均匀规律孔隙结构的三维石墨烯，工艺高效、简便、可控性强。

基于三维石墨烯的集成微纳能量回收存储芯片及其工作方法，该芯片由自下而上的基座、中间层、顶层以及嵌套在这三层结构中的发电正极模块、发电负极模块以及电容模块构成；其中发电正极模块和发电负极模块，分别是内部包含正极颗粒和负极颗粒的多孔三维石墨烯，在芯片受到振动时颗粒与三维石墨烯壁面碰撞摩擦，分别产生正负电荷，经过电源管理模块处理后向外供电；电容模块作用是在发电功率大于供电功率时存储振动能量转换而来的电能，并在发电功率不足时向外补充供电。本发明芯片中集成了能量回收和存储元件，可以持续向外供电并存储富余电量。芯片采用微纳工艺制造，体积小，适用于移动消费电子产品与物联网等。

本发明公开了一种三维石墨烯气体敏感传感器及其制备方法，属于传感器及低维材料技术领域。该传感器由气体敏感层和上下电极构成，其中气体敏感层是被量子点修饰的三维石墨烯，当传感器周围出现目标检测气体时，气体敏感层吸附气体，电阻率发生改变，通过电阻变化情况判断目标检测气体的浓度变化情况。所述的被量子点修饰的三维石墨烯是通过本发明提出的一种新型合成方法制备而成，它具有比表面积大，电子传输速率快、探测灵敏度高以及机械强度好等优点，解决了传统气体传感器转换效率低、传输速率慢、耗能大、灵敏度低以及易被腐蚀的问题。可以广泛应用于冶金、化工、燃气、消防、煤炭深加工等领域。

本发明公开了一种三维石墨烯天线及其制备方法，该天线包括三维石墨烯辐射层、介质衬底、金属层和馈线。其中三维石墨烯辐射层为多孔的三维石墨烯。该三维石墨烯制备过程为：首先将气体凝结形成微小的固体颗粒，得到压气固体颗粒，然后将其与氧化石墨烯分散液混合，在高压低温状态下去除分散液，氧化石墨烯便可以围绕压气固体颗粒包覆，经挤压形成包含有微小压气固体颗粒的氧化石墨烯块体。当外界环境变为常温常压时，压气固体颗粒挥发成气体，在氧化石墨烯中留下孔洞，进行退火处理后便得到三维石墨烯。该制备方法简单易行、高效节能，所制备的三维石墨烯具有多孔导电网状结构，以此制备的三维石墨烯天线可广泛用于电子、信息、材料、能源等领域。

本发明公开了一种磷酸铁锂微球/三维石墨烯复合电极材料的制备方法及其应用，该方法是以“球形铁源”作为三维结构的模板，通过高温还原的方法一步构建磷酸铁锂微球/三维石墨烯复合电极材料，由于磷酸铁锂独特的球形结构和石墨烯有利的三维结构，该复合电极材料解决了当前石墨烯包覆LiFePO4纳米复合材料的振实密度较低，锂离子扩散受阻，倍率性能欠缺等问题；实现了高电子导电率、高离子传导率、高振实密度、高功率密度和能量密度的综合目标，为高性能LiFePO4锂离子电池正极材料的发展提供了新技术。