A kémiai módszer először oxidációs reakcióval oxidálja a grafitot grafit-oxiddá, majd növeli a rétegek közötti távolságot azáltal, hogy oxigéntartalmú funkciós csoportokat vezet be a grafitrétegek közötti szénatomokra, ezáltal gyengítve a rétegek közötti kölcsönhatást.

Gyakori oxidáció

A módszerek közé tartozik a Brodie-módszer, a Staudenmaier-módszer és a Hummers-módszer [40]. Az elv az, hogy a grafitot először erős savval kezelik,

Ezután adjunk hozzá erős oxidálószert az oxidációhoz.

Az oxidált grafitot ultrahanggal eltávolítják, így grafén-oxidot képeznek, majd redukálószer hozzáadásával redukálják, így grafént kapnak.

Gyakori redukálószerek közé tartozik a hidrazin-hidrát, a NaBH4 és az erős lúgos ultrahangos redukció. A NaBH4 drága és könnyen megtartható a B elem esetében.

Bár az erős lúgos ultrahangos redukció egyszerű és környezetbarát, nehéz redukálni*, és a redukció után nagyszámú oxigéntartalmú funkciós csoport marad meg.

Ezért általában olcsóbb hidrazin-hidrátot használnak a grafit-oxid redukciójához. A hidrazin-hidrát redukciójának előnye, hogy a hidrazin-hidrát erős redukálóképességgel rendelkezik és könnyen elpárolog, így nem maradnak szennyeződések a termékben. A redukciós folyamat során általában megfelelő mennyiségű ammóniás vizet adnak hozzá a hidrazin-hidrát redukálóképességének javítása érdekében.

Másrészt a grafén felületei negatív töltések miatt taszíthatják egymást, ezáltal csökkentve a grafén agglomerációját.

A grafén nagymértékű előállítása kémiai oxidációs és redukciós módszerrel valósítható meg, és a grafén-oxid köztitermék jól diszpergálódik vízben,

A grafén könnyen módosítható és funkcionalizálható, ezért ezt a módszert gyakran használják kompozit anyagok és energiatárolás kutatásában. Az oxidáció miatt azonban

Az ultrahangos eljárásban egyes szénatomok hiánya, valamint az oxigéntartalmú funkciós csoportok maradványai a redukciós folyamatban gyakran azt eredményezik, hogy a keletkezett grafén több hibát tartalmaz, ami csökkenti a vezetőképességét, ezáltal korlátozva alkalmazását a magas minőségi követelményeket támasztó grafén területén.