화학적 방법은 먼저 산화 반응을 통해 흑연을 흑연 산화물로 산화시키고, 흑연 층 사이의 탄소 원자에 산소를 함유하는 작용기를 도입하여 층 간격을 넓혀 층 사이의 상호 작용을 약화시킵니다.

일반적인 산화

이러한 방법에는 Brodie법, Staudenmaier법, Hummers법[40]이 있습니다. 원리는 흑연을 먼저 강산으로 처리하고,

그런 다음 산화를 위해 강력한 산화제를 첨가합니다.

산화된 흑연을 초음파로 제거하여 그래핀 산화물을 형성한 후, 환원제를 첨가하여 환원시켜 그래핀을 얻습니다.

일반적인 환원제로는 히드라진 수화물, NaBH4, 그리고 강알칼리 초음파 환원이 있습니다. NaBH4는 값이 비싸고 원소 B를 유지하기 쉽습니다.

강알칼리 초음파 환원은 간단하고 환경친화적이지만 환원이 어렵고 환원 후에도 많은 산소화된 작용기가 남게 된다.

따라서 산화흑연을 환원하기 위해 일반적으로 저렴한 히드라진 수화물이 사용됩니다. 히드라진 수화물 환원의 장점은 히드라진 수화물이 강력한 환원력을 가지고 있고 휘발성이 높아 생성물에 불순물이 남지 않는다는 것입니다. 환원 과정에서는 일반적으로 히드라진 수화물의 환원력을 향상시키기 위해 적정량의 암모니아수를 첨가합니다.

반면, 음전하로 인해 그래핀 표면이 서로 밀어내어 그래핀의 응집을 줄일 수 있습니다.

그래핀의 대량 제조는 화학적 산화 및 환원 방법을 통해 실현될 수 있으며, 중간 생성물인 그래핀 산화물은 물에 잘 분산됩니다.

그래핀은 변형 및 기능화가 용이하기 때문에 복합 소재 및 에너지 저장 연구에 자주 사용됩니다. 하지만 산화 때문에

초음파 공정에서 일부 탄소 원자가 없고 환원 공정에서 산소 함유 작용기가 잔류하면 생성된 그래핀에 결함이 더 많아지고, 이로 인해 전도도가 감소하여 고품질이 요구되는 그래핀 분야에 적용하는 데 제한이 있습니다.