Kemična metoda najprej oksidira grafit v grafitni oksid z oksidacijsko reakcijo in poveča razmik med plastmi z uvedbo funkcionalnih skupin, ki vsebujejo kisik, na atome ogljika med plastmi grafita, s čimer oslabi interakcijo med plastmi.

Skupna oksidacija

Metode vključujejo Brodiejevo metodo, Staudenmaierjevo metodo in Hummersovo metodo [40]. Načelo je, da se grafit najprej obdela z močno kislino,

Nato dodajte močan oksidant za oksidacijo.

Oksidirani grafit se z ultrazvokom odstrani, da se tvori grafenov oksid, nato pa se reducira z dodajanjem redukcijskega sredstva, da se dobi grafen.

Med pogostimi redukcijskimi sredstvi so hidrazin hidrat, NaBH4 in močna alkalna ultrazvočna redukcija. NaBH4 je drag in enostaven za zadrževanje element B,

Čeprav je močna alkalna ultrazvočna redukcija preprosta in okolju prijazna, jo je težko reducirati * in po redukciji ostane veliko število oksigeniranih funkcionalnih skupin,

Zato se za redukcijo grafitnega oksida običajno uporablja cenejši hidrazin hidrat. Prednost redukcije s hidrazin hidratom je, da ima hidrazin hidrat močno redukcijsko sposobnost in se zlahka izhlapi, zato v produktu ne ostanejo nečistoče. Med redukcijskim procesom se običajno doda ustrezna količina amoniakove vode za izboljšanje redukcijske sposobnosti hidrazin hidrata.

Po drugi strani pa lahko povzroči, da se površine grafena zaradi negativnih nabojev odbijajo, s čimer se zmanjša aglomeracija grafena.

Priprava grafena v velikem obsegu se lahko izvede s kemično oksidacijo in redukcijo, vmesni produkt grafen oksid pa ima dobro disperzijo v vodi,

Grafen je enostavno modificirati in funkcionalizirati, zato se ta metoda pogosto uporablja pri raziskavah kompozitnih materialov in shranjevanja energije. Zaradi oksidacije pa

Odsotnost nekaterih atomov ogljika v ultrazvočnem procesu in ostanki funkcionalnih skupin, ki vsebujejo kisik, v procesu redukcije pogosto povzročijo, da proizvedeni grafen vsebuje več napak, kar zmanjša njegovo prevodnost in s tem omejuje njegovo uporabo na področju grafena z visokimi zahtevami glede kakovosti.