วิธีการของฮัมเมอร์เป็นกระบวนการทางเคมีที่สามารถใช้ในการสร้างกราไฟต์ออกไซด์ ได้ โดยการเติมโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตลงในสารละลายของกราไฟต์โซเดียมไนเตรตและกรดซัลฟิวริกวิธีนี้มักใช้โดยวิศวกรและช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการเนื่องจากเป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการผลิตกราไฟต์ออกไซด์ในปริมาณมาก นอกจากนี้ยังสามารถคิดค้นวิธีการนี้เพื่อสร้างสารที่มีความหนาเพียงหนึ่งอะตอมที่เรียกว่ากราฟีนออกไซด์ได้ อีกด้วย

กราไฟ ต์ออกไซด์เป็นสารประกอบของคาร์บอนออกซิเจนและไฮโดรเจนโดยมีอัตราส่วนของคาร์บอนต่อออกซิเจนอยู่ระหว่าง 2.1 ถึง 2.9 กราไฟต์ออกไซด์โดยทั่วไปเป็นของแข็งสีเหลือง นอกจากนี้ยังรู้จักกันในชื่อกราฟีนออกไซด์เมื่อนำมาใช้ในการสร้างแผ่นโมเลกุลเดี่ยว

วิธีของ Hummers ^{[ 1 ]}ได้รับการพัฒนาในปี พ.ศ. 2501 เป็นวิธีการผลิตกราไฟต์ออกไซด์ที่ปลอดภัย รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ก่อนที่จะมีการพัฒนาวิธีนี้ การผลิตกราไฟต์ออกไซด์เป็นไปอย่างช้าและอันตรายเนื่องจากการใช้กรดซัลฟิวริกและกรดไนตริก เข้มข้น วิธี Staudenmeier –Hoffman–Hamdi ^{[ 2 ]}ได้นำการเติมโพแทสเซียมคลอเรตมาใช้ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีอันตรายมากกว่าและผลิตกราไฟต์ออกไซด์ได้ 1 กรัมต่อโพแทสเซียมคลอเรต 10 กรัม^{[ 3 ]}

วิลเลียม เอส. ฮัมเมอร์สและริชาร์ด อี. ออฟเฟแมนคิดค้นวิธีการของพวกเขาขึ้นมาเพื่อเป็นทางเลือกแทนวิธีการข้างต้น หลังจากที่พวกเขาได้สังเกตเห็นอันตรายที่วิธีการเหล่านั้นก่อให้เกิดกับคนงานในบริษัทเนชั่นแนล ลีดวิธีการของพวกเขาคล้ายคลึงกันตรงที่เกี่ยวข้องกับการเติมกราไฟต์ลงในสารละลายกรดเข้มข้น อย่างไรก็ตาม พวกเขาได้ลดความซับซ้อนลงเหลือเพียงกราไฟต์ กรดซัลฟิวริกเข้มข้น โซเดียมไนเตรต และโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต นอกจากนี้ พวกเขาไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนสูงกว่า 98 องศาเซลเซียส และหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการระเบิดส่วนใหญ่ของวิธีการของสเตาเดนไมเออร์-ฮอฟฟ์แมน-แฮมดี

ขั้นตอนเริ่มต้นด้วยการนำกราไฟต์ 100 กรัม และโซเดียมไนเตรต 50 กรัม ลงในกรดซัลฟิวริก 2.3 ลิตร ที่อุณหภูมิ 66 องศาเซลเซียส จากนั้นทำให้เย็นลงจนถึง 0 องศาเซลเซียส จากนั้นเติมโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 300 กรัมลงในสารละลายและคนให้เข้ากัน แล้วค่อยๆ เติมน้ำทีละน้อยจนกระทั่งสารละลายมีปริมาตรประมาณ 32 ลิตร

สารละลายสุดท้ายมีของแข็งอยู่ประมาณ 0.5% ซึ่งจะต้องนำไปกำจัดสิ่งเจือปนและทำให้แห้งด้วยฟอสฟอรัสเพนทอกไซด์ต่อ ไป

ปฏิกิริยาเคมีพื้นฐานที่เกี่ยวข้องในวิธีการของฮัมเมอร์คือการออกซิเดชันของกราไฟต์ โดยการนำโมเลกุลของออกซิเจนเข้าไปในกราฟีนคาร์บอนบริสุทธิ์ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นระหว่างกราฟีนและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น โดยมีโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตและโซเดียมไนเตรตทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา กระบวนการนี้สามารถผลิตกราไฟต์ออกไซด์ได้ประมาณ 188 กรัมต่อกราไฟต์ที่ใช้ 100 กรัม อัตราส่วนของคาร์บอนต่อออกซิเจนที่ผลิตได้อยู่ในช่วง 1 ถึง 2.1–2.9 ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของกราไฟต์ออกไซด์ สารปนเปื้อนที่พบส่วนใหญ่เป็นเถ้าและน้ำ ก๊าซพิษ เช่นไดไนโตรเจนเตตระออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมาในกระบวนการ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายโดยทั่วไปจะมีคาร์บอน 47.06%, ออกซิเจน 27.97%, น้ำ 22.99% และเถ้า 1.98% โดยมีอัตราส่วนคาร์บอนต่อออกซิเจนเท่ากับ 2.25 ผลลัพธ์ทั้งหมดนี้เทียบได้กับวิธีการที่ใช้ก่อนหน้านี้

นักวิจัยและนักเคมีหลายคนที่สนใจการใช้กราไฟต์ออกไซด์เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้นำวิธีการนี้ไปใช้ เนื่องจากเป็นวิธีการทั่วไปที่เร็วที่สุด^{[ 4 ]}ในการผลิตกราไฟต์ออกไซด์ในขณะที่ยังคงรักษาอัตราส่วน C/O ที่ค่อนข้างสูง เมื่อนักวิจัยและนักเคมีต้องการกราไฟต์ออกไซด์ในปริมาณมากภายใต้ข้อจำกัดด้านเวลา มักจะมีการอ้างอิงถึงวิธีการของ Hummers ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง

กราไฟต์ออกไซด์ได้รับความสนใจจากวงการวิทยาศาสตร์หลังจากมีการค้นพบกราฟีนในปี 2547 ทีมวิจัยหลายทีมกำลังศึกษาหาวิธีการใช้กราไฟต์ออกไซด์เป็นทางลัดในการผลิตกราฟีนในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม วัสดุที่ผลิตได้ด้วยวิธีการเหล่านี้กลับมีข้อบกพร่องมากกว่าวัสดุที่ผลิตโดยตรงจากกราไฟต์ วิธีการของฮัมเมอร์ยังคงเป็นจุดสนใจหลัก เนื่องจากเป็นวิธีการที่ง่ายในการผลิตกราไฟต์ออกไซด์ในปริมาณมาก

กลุ่มอื่นๆ ได้มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงวิธีการของ Hummer เพื่อให้มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น กระบวนการหนึ่งคือการกำจัดการใช้ NaNO3 ออก_จากกระบวนการ^{[ 5 ] [ 6 ]}การเติมเพอร์ซัลเฟต (S2O82− ₎ช่วย_ให้^เกิดการออกซิเดชันและการแยกชั้นของกราไฟต์อย่างสมบูรณ์เพื่อให้ได้สารแขวนลอยของแผ่นกราไฟต์ออกไซด์แต่ละแผ่น การกำจัดไนเตรตยังเป็นประโยชน์อีกด้วย เนื่องจากจะหยุดการผลิตก๊าซต่างๆ เช่น ไนโตรเจนไดออกไซด์และไดไนโตรเจนเตตระออกไซด์

นอกจากกราฟีนแล้ว วิธีของฮัมเมอร์สยังกลายเป็นจุดสนใจในตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง [ ^{7 ] หลังจาก}ค้นพบว่ากราไฟต์ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับความยาวคลื่นแสงหลายช่วงที่พบในแสงแดด ทีมวิจัยจึงได้ศึกษาหาวิธีการใช้กราไฟต์ออกไซด์เพื่อเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยาในการสลายตัวของน้ำและสารอินทรีย์ วิธีที่พบได้บ่อยที่สุดในการผลิตกราไฟต์ออกไซด์ในการทดลองเหล่านี้คือวิธีของฮัมเมอร์ส

• กราไฟต์ออกไซด์