作為目前世界上最薄、最堅(jiān)硬、電阻最小的納米材料，石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)受到各國(guó)政府、科研人員的廣泛關(guān)注。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2017年，我國(guó)從事石墨烯生產(chǎn)業(yè)務(wù)的企業(yè)已多達(dá)533家。但就目前我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)化情況來(lái)看，仍面臨著成本高昂、工業(yè)化難放大、環(huán)境和人體不友好等多重挑戰(zhàn)。

由于氧化還原制備石墨烯的方法成本相對(duì)較低，且生產(chǎn)效率更高，因此是目前應(yīng)用最為廣泛的石墨烯大規(guī)模生產(chǎn)方法，尤其是我國(guó)作為石墨資源大國(guó)，規(guī)?；a(chǎn)石墨烯的企業(yè)基本都采用此法。該方法是在強(qiáng)氧劑作用下，在石墨片層之間插入官能團(tuán)，破壞片層之間的范德華力剝離石墨片層，再通過(guò)還原的方法得到石墨烯。生產(chǎn)過(guò)程中所使用的強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)還原劑，不僅產(chǎn)生重金屬離子，還含有對(duì)人體有害的危險(xiǎn)化學(xué)品，且需大量的水清洗或中和，對(duì)環(huán)境或人體造成危害。

在傳統(tǒng)氧化還原法基礎(chǔ)上開發(fā)綠色環(huán)保、無(wú)毒無(wú)害的氧化劑、還原劑是目前石墨烯生產(chǎn)綠色化的主要方向之一。

對(duì)強(qiáng)氧化劑的替代方面，浙江大學(xué)高分子系高超教授團(tuán)隊(duì)研究出一種基于鐵離子的綠色、無(wú)毒工藝，能夠高效地生產(chǎn)單層氧化石墨烯，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程能夠在1小時(shí)內(nèi)完成。

綠色還原試劑，如用生物基物質(zhì)作還原試劑也得到了廣泛的研究：研究者用無(wú)毒且具有溫和還原性能的L－維生素C（L-Ascorbic acid，L-AA）成功修復(fù)了氧化石墨烯缺陷，包括移除羥基、羧基和環(huán)氧基，而且還原氧化石墨烯溶液能夠穩(wěn)定存在（不產(chǎn)生沉淀）；還有研究者用糖（包括葡萄糖、果糖、蔗糖）制備了石墨烯，同時(shí)通過(guò)控制反應(yīng)溶液溫度和pH值能降低還原處理時(shí)間，極大地提高了生產(chǎn)效率，所得的還原氧化石墨烯溶液不僅穩(wěn)定，而且生物相容性好；除此之外，其他生物基物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、甲殼素以及生物菌等也被證明可用做制備石墨烯的還原劑。其他可用于石墨烯制造的無(wú)毒還原試劑還包括聚（二烯丙基二甲基氯化銨）溶液（PDDA）、尿素等。研究表明，PDDA在溫和的條件下（90℃，5h）就能發(fā)揮還原作用，得到穩(wěn)定的還原氧化石墨烯溶液；尿素在較高溫度下還原制備的石墨烯品質(zhì)高，導(dǎo)電性能好。

值得一提的是，近年來(lái)，也涌現(xiàn)了一批以生物質(zhì)原料作為碳源生產(chǎn)石墨烯的方法，其技術(shù)路線為將生物質(zhì)原料經(jīng)高溫碳化得到類石墨結(jié)構(gòu)碳化物，再經(jīng)物理或化學(xué)剝離制成石墨烯。

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所朱錦等人以樟樹葉為原料，在氮?dú)饣驓鍤夥諊懈邷兀?200℃）碳化，所得的碳化原料在氯仿/D－酪氨酸溶液中高速離心（5000r/min）后得到平均層數(shù)為7層的石墨烯材料，D－酪氨酸可用強(qiáng)酸溶解、清洗以提純最終產(chǎn)品。

但是，這些方法在石墨烯制備過(guò)程中仍使用了強(qiáng)氧化性或有毒化學(xué)品，如KOH、氯仿等，因此仍不能稱為綠色環(huán)保的石墨烯制備工藝，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中污染、有毒有害化學(xué)品的替代還需進(jìn)一步研究。