近年来,石墨烯材料引起人们的高度关注,不仅因为其独特的物理和化学性质,还因为其可应用在众多领域中,如光电子、催化、储能、信息存储、化学和生物传感及环境保护中。同时,气凝胶是一种由胶体粒子或聚合物分子相互交联构成的具有连续三维空间网络结构的多孔、轻质、非晶态纳米固体材料,具有大量开放的纳米级孔洞,孔隙率可以达到总体积的90%以上。由于其独特的结构,气凝胶在力学、热学、光学、电学等方面表现出很多特殊的性质,而成为研究的热点。在本论文中,我们使用氧化石墨烯(GO)作为前驱物,通过三种组装的方式,将二维GO层组装为三维的还原氧化石墨烯(RGO)气凝胶,并研究了其在储能和环境保护领域中的应用。本论文采用“还原自组装”“动态自组装”、“Pickering乳液模板法”,制备得到的石墨烯气凝胶具有密度低、孔隙率大等特点。通过对条件的探讨,我们制备了不同形貌的气凝胶。本论文分别探讨了三种方法制备得到的气凝胶在金属离子吸附、超级电容器、有机污染物吸附等领域的研究,并表现出优异的吸附性能和储能性能。