Metoda chemiczna najpierw utlenia grafit do tlenku grafitu w wyniku reakcji utleniania i zwiększa odstępy między warstwami poprzez wprowadzenie grup funkcyjnych zawierających tlen na atomach węgla pomiędzy warstwami grafitu, osłabiając w ten sposób wzajemne oddziaływanie między warstwami.

Powszechne utlenianie

Metody te obejmują metodę Brodiego, metodę Staudenmaiera i metodę Hummersa [40]. Zasadą jest, aby najpierw potraktować grafit mocnym kwasem,

Następnie dodać silny utleniacz do utleniania.

Utleniony grafit jest usuwany za pomocą ultradźwięków, tworząc tlenek grafenu, a następnie redukowany przez dodanie środka redukującego w celu otrzymania grafenu.

Typowe środki redukujące obejmują hydrat hydrazyny, NaBH4 i silną redukcję ultradźwiękową alkaliczną. NaBH4 jest drogim i łatwym do zatrzymania pierwiastkiem B,

Chociaż redukcja ultradźwiękowa silnie alkaliczna jest prosta i przyjazna dla środowiska, trudno ją zredukować*, a po redukcji pozostanie duża liczba utlenionych grup funkcyjnych,

Dlatego do redukcji tlenku grafitu zwykle stosuje się tańszy hydrat hydrazyny. Zaletą redukcji hydratu hydrazyny jest to, że hydrat hydrazyny ma silną zdolność redukcyjną i łatwo ulatnia się, dzięki czemu w produkcie nie pozostaną żadne zanieczyszczenia. W procesie redukcji zwykle dodaje się odpowiednią ilość wody amoniakalnej, aby poprawić zdolność redukcyjną hydratu hydrazyny,

Z drugiej strony może powodować odpychanie się powierzchni grafenu pod wpływem ładunków ujemnych, zmniejszając w ten sposób aglomerację grafenu.

Przygotowanie grafenu na dużą skalę można przeprowadzić metodą chemicznego utleniania i redukcji, a produkt pośredni, tlenek grafenu, ma dobrą dyspersję w wodzie,

Grafen jest łatwy w modyfikacji i funkcjonalizacji, dlatego metoda ta jest często wykorzystywana w badaniach materiałów kompozytowych i magazynowaniu energii. Ale z powodu utleniania

Brak niektórych atomów węgla w procesie ultradźwiękowym oraz pozostałości grup funkcyjnych zawierających tlen w procesie redukcji często powodują, że wytworzony grafen zawiera więcej defektów, co zmniejsza jego przewodność, ograniczając tym samym jego zastosowanie w dziedzinie grafenu o wysokich wymaganiach jakościowych .