工藝
氧化石墨烯一般由石墨經強酸氧化而得。主要有三種製備氧化石墨的方法：Brodie法，Staudenmaier法和Hummers法。其中Hummers法的製備過程的時效性相對較好而且製備過程中也比較安全，是目前最常用的一種。它採用濃硫酸中的高錳酸鉀與石墨粉末經氧化反應之後，得到棕色的在邊緣有衍生羧酸基及在平面上主要為酚羥基和環氧基團的石墨薄片，此石墨薄片層可以經超聲或高剪下劇烈攪拌剝離為氧化石墨烯，並在水中形成穩定、淺棕黃色的單層氧化石墨烯懸浮液。由於共軛網路受到嚴重的官能化，氧化石墨烯薄片具有絕緣的特質。經還原處理可進行部分還原，得到化學修飾的石墨烯薄片。雖然最後得到的石墨烯產物或還原氧化石墨烯都具有較多的缺陷，導致其導電性不如原始的石墨烯，不過這個氧化−剝離−還原的製程可有效地讓不可溶的石墨粉末在水中變得可加工，提供製作還原氧化石墨烯的途徑。而且其簡易的製程及其溶液可加工性，考慮量產的工業製程中，上述工藝已成為製造石墨烯相關材料及組件的極具吸引力的工藝過程。
時至今日，製備氧化石墨烯新方法已經層出不窮了，大體上分為自頂向下方法和自底向上方法兩大類。前者的思路是拆分鱗片石墨等製備氧化石墨烯，以傳統三方法的改進方法為代表，還包括拆分（破開）碳納米管的方法等等。後者是用各種碳源合成的方法，具體方法五花八門，種類繁多。
製備
合成氧化石墨烯的方法主要有三種:Brodie法、Staudenmaier法和Hummers法，除此之外，也有其他的一些方法可以合成GO。這三種方法都是通過氧化石墨來得到不同層厚的GO。Brodie法和Staudenmaier法是利用KClO3和HNO3來氧化石墨，Hummers法是利用KMnO4和H2SO4來氧化石墨。通過強酸插入石墨層得到石墨鹽，HNO3和HClO4也被用作氧化劑來製備GO，目前最常用的是Hummers法。GO上的極性官能團賦予其很好的親水性，GO可以在水中很好地分散，通過攪拌或者超音波振動也可以使GO在溶液中很好地分散。通過水合聯氨、對苯二酚、NaBH4和抗壞血酸可以對GO進行還原，經電化學還原可以去除GO上的含氧官能團。利用NaBH4還原，然後用H2SO4處理，再進行熱退火就可以得到高碳含量的化學修飾石墨烯(CMG)薄板。
套用
1.製備高聚物複合材料氧化石墨烯通過功能化以後可以在溶液中進行加工，非常適合製備高性能的聚合物符合材料。當然，除了製備有機複合的材料，還可以製備無機類的氧化石墨烯複合材料，比如金屬、金屬氧化物、陶瓷等材料負載到氧化石墨烯上，做出多功能的材料。2.製備生物醫藥
較大的表面積可以作為藥物載體，將藥物分子接枝到氧化石墨烯的活性基團上，可以製得具有良好水溶性及生物相容性的功能化石墨烯，還可以將具有其他功能的分子接枝到氧化石墨烯上，做出具備各種功能的石墨烯，比如淨化環境，吸附水中的有毒有害物質等，極大豐富了氧化石墨烯的套用。
3.防腐
氧化石墨烯同石墨烯一樣，也具有很好的防腐性能，與之不同的是氧化石墨烯因為具有了活性位點，因此也變得更容易改性，在塗料中能夠得到很好的分散。
4.導電
首先石墨烯本身的導電性能就很好，常溫下電子遷移速率達到15000cm2/μm，電阻率只有10-8Ω·cm，電子在二維的蜂窩結構中進行跳躍式的移動，石墨烯中的載流子遵循一種特殊的量子隧道效應，在碰到雜質時不會產生背散射，因此也是具有超強導電的原因。雖然石墨烯經過官能化（氧化）後，共軛網路會受到破壞，導致氧化石墨烯具有一定的絕緣特性，不過經過還原處理後，仍可以得到導電性不如原始石墨烯的還原氧化石墨烯，雖然損失了大部分導電性能，但是處理後的氧化石墨烯粉末可以在功能化上得到大幅度的提升，這無疑是降低了氧化石墨烯的套用門檻，此外，可以通過後期對於氧化石墨烯添加量、分散的均勻性、與基體材料複合的程度等方面進行控制，從而提高還原氧化石墨烯的導電性能，滿足現有防腐塗料對於導電性的要求，從而降低或取代金屬填料的使用。
5.導熱
較高的導熱係數，較大的比表面積無疑為其作為導熱材料奠定了基礎，同時，還原氧化石墨烯上的活性位點提高了其使用性，穩定的共軛結構使得其可以在高溫下工作，對於延長產品的使用壽命會有很好的提升。
