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化学方法中较常见的有：
① 化学剥离法。此法目前被广泛用于大量制造石墨烯。在水或有机溶剂中，通过克服 石墨（或其衍生物）层间的范德瓦耳斯力，实现石墨烯的剥离。因其原料丰富、成本低廉、产率较高、易于放大等一系列优点，可用于实现石墨烯的低成本大量制备，具有相当可观的前景12。但是受到氧化过程的影响，成品质量较差，存在缺陷。人们正致力于提高此法成品质量的研究，并取得了相关进展13,14。
② 化学气相沉积法（Chemical vapor deposition）。该法以CH4等含C化合物为碳源，通过基体表面上碳源的高温分解 即可生成石墨烯。此法工艺简单，成品质量较高，分解生成的石墨烯可大面积生长，基体间的转移也较为方便。由于以上特性，CVD法逐渐成为高质量石墨烯的主要制备方法。CVD法也存在一些缺点，如反应温度高，对设备、基底材料要求较高，同时该法制备的石墨烯去基体过程工艺复杂、成本高，且环境污染较严重，这些在一定程度上限制了它的应用。
③ 有机合成法。该方法是通过化学反应来实现的对石墨烯自下而上的组装，特点是易于操纵、控制精确，但成品横向尺寸小，产率较低，不适用于石墨烯的大规模生产。不过由于其精确操纵，可加工性强，用此法制备得到的石墨烯带边界精度高达原子级，为石墨烯带的相关性质研究奠定基础15