El método químico primero oxida el grafito en óxido de grafito mediante una reacción de oxidación y aumenta el espaciado de las capas al introducir grupos funcionales que contienen oxígeno en los átomos de carbono entre las capas de grafito, debilitando así la interacción entre las capas.

Oxidación común

Los métodos incluyen el método de Brodie, el método de Staudenmaier y el método de Hummers [40]. El principio consiste en tratar primero el grafito con un ácido fuerte,

Luego agregue un oxidante fuerte para la oxidación.

El grafito oxidado se elimina por ultrasonidos para formar óxido de grafeno y luego se reduce agregando un agente reductor para obtener grafeno.

Los agentes reductores comunes incluyen el hidrato de hidracina, el NaBH₄ y la reducción ultrasónica con álcalis fuertes. El NaBH₄ es caro y permite retener fácilmente el elemento B.

Aunque la reducción ultrasónica alcalina fuerte es simple y respetuosa con el medio ambiente, es difícil de reducir * y una gran cantidad de grupos funcionales oxigenados permanecerán después de la reducción.

Por lo tanto, se suele utilizar hidrato de hidracina, más económico, para reducir el óxido de grafito. La ventaja de la reducción con hidrato de hidracina es su alta capacidad de reducción y su fácil volatilización, por lo que no quedan impurezas en el producto. Durante el proceso de reducción, se suele añadir una cantidad adecuada de agua amoniacal para mejorar la capacidad de reducción del hidrato de hidracina.

Por otra parte, puede hacer que las superficies de grafeno se repelan entre sí debido a las cargas negativas, reduciendo así la aglomeración de grafeno.

La preparación a gran escala de grafeno se puede realizar mediante el método de oxidación y reducción química, y el producto intermedio óxido de grafeno tiene una buena dispersión en agua.

El grafeno es fácil de modificar y funcionalizar, por lo que este método se utiliza a menudo en la investigación de materiales compuestos y almacenamiento de energía. Sin embargo, debido a la oxidación...

La ausencia de algunos átomos de carbono en el proceso ultrasónico y el residuo de grupos funcionales que contienen oxígeno en el proceso de reducción a menudo hacen que el grafeno producido contenga más defectos, lo que reduce su conductividad, limitando así su aplicación en el campo del grafeno con altos requisitos de calidad.