化学的方法では、まず酸化反応により黒鉛を酸化黒鉛に酸化し、黒鉛層間の炭素原子に酸素を含む官能基を導入することで層間隔を広げ、層間の相互作用を弱めます。

一般的な酸化

この方法には、Brodie 法、Staudenmaier 法、Hummers 法などがあります [40]。原則としては、まず黒鉛を強酸で処理し、

次に強力な酸化剤を加えて酸化させます。

酸化された黒鉛を超音波で剥離して酸化グラフェンを形成し、還元剤を加えて還元してグラフェンを得る。

一般的な還元剤には、ヒドラジン水和物、NaBH4、強アルカリ超音波還元などがあります。NaBH4 は高価であり、元素 B を保持しやすいため、

強アルカリ超音波還元は簡便で環境に優しい一方で、還元が難しく※、還元後に酸素を含んだ官能基が多く残存してしまうため、

したがって、酸化グラファイトを還元するには、通常、より安価なヒドラジン水和物が使用されます。水和ヒドラジン還元の利点は、水和ヒドラジンは還元力が強く揮発しやすいため、生成物中に不純物が残らないことです。還元工程においては、ヒドラジン水和物の還元能力を高めるために、通常、適量のアンモニア水を添加するが、

一方で、負の電荷によりグラフェンの表面を互いに反発させることができ、それによってグラフェンの凝集を減少させることができます。

グラフェンの大規模な製造は化学酸化還元法によって実現でき、中間生成物の酸化グラフェンは水中での分散性が良好です。

グラフェンの修飾や機能化が容易なため、この方法は複合材料やエネルギー貯蔵の研究によく使用されます。でも酸化のせいで

超音波プロセスで一部の炭素原子が欠如し、還元プロセスで酸素含有官能基が残留すると、製造されるグラフェンに欠陥が多くなり、導電性が低下するため、高品質が要求されるグラフェンの分野での応用が制限されることがよくあります。 。