气凝胶是一种高度疏松的固体材料,具有密度低、孔隙率高、吸附能力强、导热系数低等特点。氧化石墨烯（GO）是石墨烯的重要衍生物与前驱体,具有含氧官能团丰富、表面特性可调、分散性好等优点。GO基气凝胶具有优异的性能,近十年来得到广泛的关注与研究。然而GO基气凝胶普遍存在制备效率低、实用性有限、使用不便等问题。发展一种制备高效、性能优越、使用方便的GO基气凝胶,对于促进相关科学研究与实际应用具有重要意义。围绕这一问题,本论文研究了GO基气凝胶颗粒的高效制备与应用。首先,通过GO对碳纳米管（CNT）进行非共价改性,使碳纳米管在水中形成良好分散。通过液相挤滴法制备了球状的GO/CNT气凝胶颗粒（气凝胶小球）。气凝胶小球大小可控,平均密度约为0.04 g/cm³,热导率约为0.093 W/m K;具有疏松多孔结构,吸附石蜡、氯化钙等相变材料（PCM）后制得PCM复合小球。其中石蜡基PCM复合小球的熔融焓和结晶焓分别为188 J·g^-1和187 J·g^-1。将PCM复合小球与多种基体材料混合、浇筑。测试表明,浇筑体的传热速率提高了25倍,并且可以定型相变储热,具有优良的传热、储热和调温性能。然而,液相挤滴法存在制备条件严苛、不够便利等问题。然后,发明了液相挤切法,实现了多种GO基气凝胶颗粒的高效、连续、可控制备。详细研究了基于GO和α-磷酸锆（α-Zr P）的气凝胶颗粒（GO/α-Zr P）。通过水热合成法制备了α-磷酸锆,通过乙醇胺和超声处理对其进行插层和剥离。通过液相挤切法制备了GO/α-Zr P气凝胶颗粒。气凝胶颗粒具有疏松多孔结构,平均密度约为94 mg/cm³,具有优良的耐烧蚀性和耐腐蚀性,可以快速吸附危险化学品,吸附量高达自身重量的41倍,在污染控制、危险化学品泄漏物处置、化学事故救援等领域具有良好的应用前景。本论文发展了液相挤滴法,发明了液相挤切法,初步实现了GO基气凝胶颗粒的高效、连续、可控制备;并基于其优良的性能,研究了相变储热、储热混凝土、危险化学品吸附等应用;为GO基气凝胶颗粒、纳米材料气凝胶等的科学研究和实用化开拓了可行的技术路线。