本发明属于电极材料技术领域，公开了一种３Ｄ石墨烯氧化物气凝胶修饰的三维电极刷及其制备方法与应用。所述的三维电极刷的制备方法为先制备石墨烯氧化物粉末的分散液，然后将三维电极刷完全浸没于石墨烯氧化物分散液中，在５５～６０℃下陈化２０～２４ｈ，然后经液氮冷冻、真空状态下?４０～?６０℃冷冻干燥处理，得到３Ｄ石墨烯氧化物气凝胶修饰的三维电极刷。该３Ｄ石墨烯氧化物气凝胶修饰的三维电极刷具有较大的比表面积和较好的生物相容性，可用于微生物燃料电池阳极材料的制备。