Kemiallinen menetelmä hapettaa ensin grafiitin grafiittioksidiksi hapetusreaktion avulla ja lisää kerrosten välistä etäisyyttä lisäämällä happea sisältäviä funktionaalisia ryhmiä grafiittikerrosten välisiin hiiliatomeihin, mikä heikentää kerrosten välistä vuorovaikutusta.

Yleinen hapettuminen

Menetelmiin kuuluvat Brodie-menetelmä, Staudenmaier-menetelmä ja Hummers-menetelmä [40]. Periaatteena on käsitellä grafiitti ensin vahvalla hapolla,

Lisää sitten vahva hapetin hapettumista varten.

Hapettunut grafiitti erotetaan ultraäänellä grafeenioksidin muodostamiseksi ja sitten pelkistetään lisäämällä pelkistävää ainetta grafeenin saamiseksi.

Yleisiä pelkistimiä ovat hydratsiinihydraatti, NaBH4 ja vahva alkali ultraäänipelkistys. NaBH4 on kallista ja helppo pidättää alkuaine B:llä.

Vaikka vahvan alkalin ultraäänipelkistys on yksinkertaista ja ympäristöystävällistä, sitä on vaikea pelkistää *, ja suuri määrä hapettuneita funktionaalisia ryhmiä jää jäljelle pelkistyksen jälkeen,

Siksi grafiittioksidin pelkistämiseen käytetään yleensä halvempaa hydratsiinihydraattia. Hydratsiinihydraattipelkistyksen etuna on, että hydratsiinihydraatilla on voimakas pelkistyskyky ja se haihtuu helposti, joten tuotteeseen ei jää epäpuhtauksia. Pelkistysprosessissa lisätään yleensä sopiva määrä ammoniakkivettä hydratsiinihydraatin pelkistyskyvyn parantamiseksi.

Toisaalta se voi saada grafeenin pinnat hylkimään toisiaan negatiivisten varausten vuoksi, mikä vähentää grafeenin agglomeraatiota.

Grafeenin laajamittainen valmistus voidaan toteuttaa kemiallisella hapetus- ja pelkistysmenetelmällä, ja välituotteena syntyvällä grafeenioksidilla on hyvä dispersio veteen,

Grafeenia on helppo muokata ja funktionalisoida, joten tätä menetelmää käytetään usein komposiittimateriaalien ja energian varastoinnin tutkimuksessa. Mutta hapettumisen vuoksi

Joidenkin hiiliatomien puuttuminen ultraääniprosessista ja happea sisältävien funktionaalisten ryhmien jäännökset pelkistysprosessissa tekevät usein tuotetusta grafeenista enemmän virheitä, mikä heikentää sen johtavuutta ja rajoittaa siten sen käyttöä grafeenin alalla, jolla on korkeat laatuvaatimukset.