วิธีทางเคมีจะออกซิไดซ์กราไฟท์เป็นกราไฟท์ออกไซด์ก่อนโดยปฏิกิริยาออกซิเดชัน และเพิ่มระยะห่างของชั้นโดยการแนะนำออกซิเจนที่มีหมู่ฟังก์ชันบนอะตอมของคาร์บอนระหว่างชั้นกราไฟท์ ซึ่งจะทำให้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างชั้นลดลง

ออกซิเดชันทั่วไป

วิธีการต่างๆ ได้แก่ วิธีโบรดี วิธีสเตาเดนไมเออร์ และวิธีฮัมเมอร์ส [40]หลักการคือต้องบำบัดกราไฟท์ด้วยกรดแก่ก่อน

จากนั้นจึงเติมสารออกซิแดนท์อย่างแรงเพื่อออกซิเดชัน

กราไฟท์ที่ถูกออกซิไดซ์จะถูกลอกออกด้วยอัลตราโซนิกเพื่อสร้างกราฟีนออกไซด์ จากนั้นรีดิวซ์โดยการเติมตัวรีดิวซ์เพื่อให้ได้กราฟีน

สารรีดิวซ์ทั่วไป ได้แก่ ไฮดราซีนไฮเดรต, NaBH4 และรีดิวซ์อัลคาไลอัลคาไลเข้มข้นNaBH4 มีราคาแพงและง่ายต่อการรักษาองค์ประกอบ B

แม้ว่าการลดอัลคาไลอัลตราโซนิกที่แข็งแกร่งนั้นง่ายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่ก็ยากที่จะลด * และกลุ่มการทำงานที่ได้รับออกซิเจนจำนวนมากจะยังคงอยู่หลังจากการลดลง

ดังนั้นจึงมักใช้ไฮดราซีนไฮเดรตที่ถูกกว่าเพื่อลดกราไฟท์ออกไซด์ข้อดีของการลดไฮดราซีนไฮเดรตคือไฮดราซีนไฮเดรตมีความสามารถในการลดที่แข็งแกร่งและระเหยง่าย ดังนั้นจึงไม่มีสิ่งเจือปนเหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์ในกระบวนการลดขนาด มักจะเติมน้ำแอมโมเนียในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงความสามารถในการลดของไฮดราซีนไฮเดรต

ในทางกลับกัน กราฟีนสามารถทำให้พื้นผิวของกราฟีนผลักกันเนื่องจากประจุลบ ซึ่งช่วยลดการจับตัวเป็นก้อนของกราฟีน

การเตรียมกราฟีนขนาดใหญ่สามารถทำได้โดยวิธีการออกซิเดชันและการลดทางเคมี และกราฟีนออกไซด์ของผลิตภัณฑ์ขั้นกลางมีการกระจายตัวที่ดีในน้ำ

ง่ายต่อการปรับเปลี่ยนและใช้งานกราฟีน ดังนั้นวิธีนี้จึงมักใช้ในการวิจัยวัสดุคอมโพสิตและการจัดเก็บพลังงานแต่เนื่องจากการเกิดออกซิเดชัน

การไม่มีอะตอมของคาร์บอนบางส่วนในกระบวนการอัลตราโซนิกและการตกค้างของกลุ่มฟังก์ชันที่มีออกซิเจนในกระบวนการรีดิวซ์ มักจะทำให้กราฟีนที่ผลิตมีข้อบกพร่องมากขึ้น ซึ่งจะลดการนำไฟฟ้าลง จึงจำกัดการใช้งานในด้านกราฟีนด้วยข้อกำหนดคุณภาพสูง .