化学还原单层氧化石墨烯薄膜法可用于合成石墨烯片，即将氧化石墨烯用水合肼在100℃条件下处理24h。化学还原法是一种能用于大规模生产的方法，但遗憾的是得到的石墨烯表面积小，导电性差。

氧化石墨烯和化学试剂在室温或适宜温度即可进行反应形成石墨烯。与热还原法相比，大规模生产时化学还原氧化石墨烯的成本较低。近些年科学家们尝试了各种还原剂。下文将对其中的某些还原剂进行介绍。

1）肼及其衍生物（水合肼和二甲肼）还原氧化石墨，是由斯坦科维奇等（Stankovich et al.，2006、2007）首次提出的。将这些液态还原剂添加到水分散的氧化石墨烯中。这种方法会增强疏水性，产生成块的石墨烯片，最后将获得的石墨烯进行干燥处理变成粉末。在另一过程中，还原氧化石墨烯添加了表面活性剂或氨水等[李等（Li et al.），2008]形成凝胶状水溶性聚合物[斯坦科维奇等（Stankovich et al.），2006]。

2）金属氢化物还原氧化石墨。科学家们已成功使用还原性和水活性强的金属氢化物还原氧化石墨烯，合成石墨烯。这些金属氢化物有氢化钠、硼氢化钠（NaBH₄）和氢化铝锂。科学家们注意到硼氢化钠（NaBH₄）能更有效地还原C══O键，但还原环氧基和羧基的效率较低，对醇基的影响则更弱。硼氢化钠比肼更能有效地还原氧化石墨烯[申等（Shin et al.），2009]。科学家们表示，在此方法中，在更高温度下（180℃）用硼氢化钠（NaBH₄）还原氧化石墨烯后，可使用硫酸强化还原效果[高（Gao），2009]。(www.daowen.com)

3）抗坏血酸还原氧化石墨。抗坏血酸也称维生素C，费尔南德斯-梅丽诺等（Fernandez-Merino et al.，2010）首创了抗坏血酸还原氧化石墨烯法。此方法合成石墨烯的碳氧比为12.5∶1，电导率为77S/cm，与肼还原法有一定可比性。使用抗坏血酸的优点在于：抗坏血酸和肼不同，没有毒性；抗坏血酸的化学稳定性比硼氢化钠强；在胶体状态中，还原后的石墨烯不会聚集在一起，而用肼作为还原剂就会发生这种情况。

4）氢碘酸还原氧化石墨。氢碘酸（HI）是一种高效还原剂，能够在低温下将氧化石墨烯还原成石墨烯薄膜。运用修改过的赫默斯方法[赫默和霍夫曼（Hum-mers and Hoffman），1958]将天然石墨片制备或氧化石墨烯并安置在聚苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底上。在还原过程中，将氧化石墨烯浸在密封容器中的氢碘酸溶液里，然后浸在恒温油槽中。如此一来，生成的石墨烯薄膜导电性好（电导率高达298S/cm，碳氧比高于12∶1），柔性大。裴等（Pei et al.，2010）表示，将氧化石墨烯转化成石墨烯薄膜是基于亲核取代反应完成的（图7.11）。还原氧化石墨烯薄膜的最佳温度是100℃，使用55%的碘化氢溶液还原1h。通过这种方法得到的石墨烯薄膜的导电性比通过其他化学还原法所得到的要好，而且碳氧比也更高。该方法不仅能够保持石墨烯的完整性和柔韧性，还能增强石墨烯的强度和延展性。因此，该方法是大规模生产石墨烯的有效方法。