Η χημική μέθοδος αρχικά οξειδώνει τον γραφίτη σε οξείδιο του γραφίτη μέσω αντίδρασης οξείδωσης και αυξάνει την απόσταση μεταξύ των στρωμάτων εισάγοντας λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο στα άτομα άνθρακα μεταξύ των στρωμάτων γραφίτη, αποδυναμώνοντας έτσι την αλληλεπίδραση μεταξύ των στρωμάτων.

Κοινή οξείδωση

Οι μέθοδοι περιλαμβάνουν τη μέθοδο Brodie, τη μέθοδο Staudenmaier και τη μέθοδο Hummers [40]. Η αρχή είναι η επεξεργασία του γραφίτη πρώτα με ισχυρό οξύ,

Στη συνέχεια, προσθέστε ισχυρό οξειδωτικό για οξείδωση.

Ο οξειδωμένος γραφίτης απογυμνώνεται με υπερήχους για να σχηματίσει οξείδιο του γραφενίου και στη συνέχεια ανάγεται με την προσθήκη αναγωγικού παράγοντα για να ληφθεί γραφένιο.

Συνήθεις αναγωγικοί παράγοντες περιλαμβάνουν την ένυδρη υδραζίνη, το NaBH4 και την ισχυρή αλκαλική υπερηχητική αναγωγή. Το NaBH4 είναι ακριβό και εύκολο στη συγκράτηση του στοιχείου Β,

Αν και η ισχυρή αλκαλική υπερηχητική αναγωγή είναι απλή και φιλική προς το περιβάλλον, είναι δύσκολο να αναχθεί * και ένας μεγάλος αριθμός οξυγονωμένων λειτουργικών ομάδων θα παραμείνει μετά την αναγωγή,

Επομένως, η φθηνότερη ένυδρη υδραζίνη χρησιμοποιείται συνήθως για τη μείωση του οξειδίου του γραφίτη. Το πλεονέκτημα της αναγωγής με ένυδρη υδραζίνη είναι ότι η ένυδρη υδραζίνη έχει ισχυρή αναγωγική ικανότητα και είναι εύκολο να εξατμιστεί, επομένως δεν θα υπάρχουν ακαθαρσίες στο προϊόν. Στη διαδικασία αναγωγής, συνήθως προστίθεται κατάλληλη ποσότητα αμμωνιακού νερού για να βελτιωθεί η αναγωγική ικανότητα της ένυδρης υδραζίνης.

Από την άλλη πλευρά, μπορεί να κάνει τις επιφάνειες του γραφενίου να απωθούν η μία την άλλη λόγω αρνητικών φορτίων, μειώνοντας έτσι τη συσσωμάτωση του γραφενίου.

Η παρασκευή γραφενίου σε μεγάλη κλίμακα μπορεί να πραγματοποιηθεί με χημική οξείδωση και αναγωγή, και το ενδιάμεσο προϊόν οξείδιο του γραφενίου έχει καλή διασπορά στο νερό,

Είναι εύκολο να τροποποιηθεί και να λειτουργικοποιηθεί το γραφένιο, επομένως αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά στην έρευνα σύνθετων υλικών και στην αποθήκευση ενέργειας. Αλλά λόγω της οξείδωσης

Η απουσία ορισμένων ατόμων άνθρακα στην υπερηχητική διαδικασία και το υπόλειμμα λειτουργικών ομάδων που περιέχουν οξυγόνο στη διαδικασία αναγωγής συχνά καθιστούν το παραγόμενο γραφένιο να περιέχει περισσότερα ελαττώματα, γεγονός που μειώνει την αγωγιμότητά του, περιορίζοντας έτσι την εφαρμογή του στον τομέα του γραφενίου με υψηλές απαιτήσεις ποιότητας.