本发明涉及一种改性石墨烯气凝胶，其采用氰乙基三氯硅烷衍生物以及卤代硅烷进行接枝；其中，所述氰乙基三氯硅烷衍生物为部分氯原子被酰氧基取代的氰乙基三氯硅烷。本发明技术方案中，在石墨烯气凝胶表面同时引入了部分带有强性基团的硅烷，以及一般的烷基硅烷，即氰基和酰氧基，既能保证优异的疏水性能，又能加强石墨烯气凝胶的杨氏模量。通过调整氰基和酰氧基在整个硅烷中的含量，可以有效地平衡石墨烯气凝胶的疏水性能、力学性能和热导率。该技术方案不会改变石墨烯气凝胶其他方面的参数，且合成较为简单，成本较低，适合大规模的工业化生产。