作為目前世界上最薄、最堅硬、電阻最小的納米材料，石墨烯自2004年被發現以來受到各國政府、科研人員的廣泛關注。

據統計，截至2017年，我國從事石墨烯生產業務的企業已多達533家。但就目前我國石墨烯產業化情況來看，仍面臨著成本高昂、工業化難放大、環境和人體不友好等多重挑戰。

由于氧化還原制備石墨烯的方法成本相對較低，且生產效率更高，因此是目前應用最為廣泛的石墨烯大規模生產方法，尤其是我國作為石墨資源大國，規模化生產石墨烯的企業基本都采用此法。該方法是在強氧劑作用下，在石墨片層之間插入官能團，破壞片層之間的范德華力剝離石墨片層，再通過還原的方法得到石墨烯。生產過程中所使用的強氧化劑、強還原劑，不僅產生重金屬離子，還含有對人體有害的危險化學品，且需大量的水清洗或中和，對環境或人體造成危害。

在傳統氧化還原法基礎上開發綠色環保、無毒無害的氧化劑、還原劑是目前石墨烯生產綠色化的主要方向之一。

對強氧化劑的替代方面，浙江大學高分子系高超教授團隊研究出一種基于鐵離子的綠色、無毒工藝，能夠高效地生產單層氧化石墨烯，整個生產過程能夠在1小時內完成。

綠色還原試劑，如用生物基物質作還原試劑也得到了廣泛的研究：研究者用無毒且具有溫和還原性能的L－維生素C（L-Ascorbic acid，L-AA）成功修復了氧化石墨烯缺陷，包括移除羥基、羧基和環氧基，而且還原氧化石墨烯溶液能夠穩定存在（不產生沉淀）；還有研究者用糖（包括葡萄糖、果糖、蔗糖）制備了石墨烯，同時通過控制反應溶液溫度和pH值能降低還原處理時間，極大地提高了生產效率，所得的還原氧化石墨烯溶液不僅穩定，而且生物相容性好；除此之外，其他生物基物質，包括蛋白質、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）就能發揮還原作用，得到穩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高，導電性能好。

值得一提的是，近年來，也涌現了一批以生物質原料作為碳源生產石墨烯的方法，其技術路線為將生物質原料經高溫碳化得到類石墨結構碳化物，再經物理或化學剝離制成石墨烯。

中國科學院寧波材料技術與工程研究所朱錦等人以樟樹葉為原料，在氮氣或氬氣氛圍中高溫（1200℃）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）后得到平均層數為7層的石墨烯材料，D－酪氨酸可用強酸溶解、清洗以提純最終產品。

但是，這些方法在石墨烯制備過程中仍使用了強氧化性或有毒化學品，如KOH、氯仿等，因此仍不能稱為綠色環保的石墨烯制備工藝，對于生產過程中污染、有毒有害化學品的替代還需進一步研究。