本发明公开了一种三维多孔石墨烯纳米材料及其制备方法和应用，该三维多孔石墨烯纳米材料为由层状石墨烯构成的三维多孔导电网络结构，三维多孔导电网络结构中大孔的孔径为50nm～500nm。其制备方法包括制备先驱体‑催化剂混合物、制备石墨烯包覆无机物纳米球复合材料和去除材料中的无机物纳米球和杂质。本发明的三维多孔石墨烯纳米材料不仅具有快速传导的三维导电网络，具有良好的导电性，且具有丰富的分级孔结构、高的比表面积和孔体积，尤其具有丰富且均匀分布的介孔或大孔结构，其制备方法具有简单方便、原位催化生长石墨烯效果好等优点。本发明的石墨烯材料在超级电容器、锂离子电池、锂硫电池等新能源器件有广泛的应用前景。

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