H2SO4、HNO3、HClO4等强Bronst 酸的stage-1、stage-2 型嵌入化合物在强氧化剂,如KClO4、KMnO4等的作用下，或电化学过氧化(overoxide)作用下，经水解后即转化为氧化石墨(Graphite Oxide，GO)。此外，Hudson 等等也报道了在水或稀乙酸、稀硫酸中直接电化学法合成胶体氧化石墨的方法，但其形成机理与Nakajima的有所不同。
氧化石墨同样是一层状共价化合物，层间距离依制备方法而异。一般认为，氧化石墨中含有-C-OH、-C-O-C，甚至-COOH等基团，从而表现出较强的极性。干燥的氧化石墨在空气中的稳定性较差，很容易吸潮而形成水化氧化石墨( IC = 0.8～0.9nm) ，但当氧化石墨在50～200℃下与F2 反应生成氟化氧化石墨后，稳定性明显增强。作为电极材料，氟化氧化石墨的放电容量也较氧化石墨有很大提高，特别是在110℃下与F2 作用生成的氟化氧化石墨，在放电电流密度为0.5mA/cm2 (1M LiClO4-PC ) 时的放电容量、能量密度分别达675mA h/g、1420W h/Kg。
由于极性基团的存在，氧化石墨很容易吸收极性小分子而形成氧化石墨嵌入化合物，其IC 值随极性分子尺寸的增大而增大，但这类嵌入化合物的稳定性较差，在空气中很易脱嵌(deintercalate) 而转化为水化氧化石墨。极性高聚物尽管对氧化石墨层间的扩散很慢，但得到的嵌入化合物却很稳定。
与石墨不同，氧化石墨在外力，如超声波的作用下在水中或碱水中可形成稳定性较好的氧化石墨胶体或悬浮液，同时受层间电荷的静电排斥作用，氧化石墨的片层发生层-层剥离。
