Mặc dù KMnO4 là tác nhân oxy hóa mạnh nhưng thực tế Mn2O7 mới là tác nhân tham gia phản ứng chính. Mn2O7 có hoạt tính oxy hóa cao hơn so với MnO4-
và oxy hóa chọn lọc trong q trình oxy hóa.
KMnO4 + 3H2SO4 ՜ K+ + MnO3+ + H3O+ + 3HSO4-
MnO3+ + MnO4- ՜ Mn2O7
Mangan heptoxit dễ dàng phản ứng và đốt cháy các hợp chất hữu cơ ở nhiệt độ trên 55ºC và tự phát nổ khi ở nhiệt độ trên 95ºC nên cần phải điều chỉnh nhiệt độ phù hợp. Ngoài ra, phương pháp cũng phát thải khí NOx, gây nguy hại đến con người và mơi trường.
Do đó, trên cơ sở của phương pháp Hummers truyền thống, Marcano và cộng sự đã thực hiện thành công phương pháp Tour vào năm 2010, loại bỏ NaNO3, tăng lượng KMnO4 và thực hiện phản ứng trong hỗn hợp H2SO4/H3PO4 với tỷ lệ 9/1 để cải thiện q trình oxy hóa [29]. Phương pháp Hummers cải tiến đã cho thấy những ưu điểm rõ ràng như loại bỏ khí độc hại NOx thốt ra, giảm thiểu các nguy cơ chất nổ khi tổng hợp vật liệu và cho sản phẩm graphen oxit (GO) có cấu trúc tốt hơn [30].
Tuy nhiên, chưa dừng lại ở vật liệu graphen oxit (GO), để thừa hưởng những tính chất đặc biệt của vật liệu graphen, một dạng vật liệu gần nhất với graphen là rGO (graphen oxit đã khử) đã được nghiên cứu tổng hợp bằng cách khử đi các nhóm chứa oxy như epoxit, hydroxit, carbonyl,… trên vật liệu graphen oxit (GO) đã được khử đi để đưa về
1.2.3 Graphen oxit đã khử
Q trình khử các nhóm chức có chứa oxy trên bề mặt GO sẽ chuyển các lai hóa sp3 thành sp2. Sản phẩm của phản ứng khử này được gọi bằng một loạt các tên gọi khác nhau như graphen oxit bị khử hay rGO. Giai đoạn được xem là quan trọng nhất của phương pháp tách lớp hóa học là giai đoạn khử GO để thu được rGO có tính chất gần với graphen ngun gốc nhất [31].
15