本发明揭示了四氧化三钴纳米线修饰的磷掺杂石墨烯纤维的制备方法、该制备方法的产物及其应用，其中制备方法在通过湿法纺丝制备氧化石墨烯纤维时引入植酸作为磷源掺杂剂，然后通过还原剂将氧化石墨烯表面的含氧官能团还原，接着通过溶剂热法在纤维表面构筑钴基纳米线阵列结构，最后通过煅烧高温热解让磷元素掺杂进入石墨烯的晶体中，并得到了四氧化三钴纳米线，最终形成了柔性的、比表面积大、导电性好、电化学活性高的功能性石墨烯纤维材料，整个制备方法工艺过程简单、无需大量的掺杂源、成本低、便于批量加工且环境友好性佳。