本发明公开了一种用N-甲基-N-氧化吗啉制备氧化石墨烯的方法,包括如下步骤:首先,配制N-甲基-N-氧化吗啉溶液,加入石墨粉,并用超声波震荡处理,使石墨粉均匀地混合在N-甲基-N-氧化吗啉溶液中;其次,向上述混合液中加入酸和高锰酸钾,再用超声波震荡,并保温;然后通入氧气,加热搅拌后离心获得沉淀,沉淀经洗涤、真空冷冻干燥后得氧化石墨烯,同时回收N-甲基-N-氧化吗啉溶液重复使用。本发明的优点为采用N-甲基-N-氧化吗啉—高锰酸钾酸性溶液为分散石墨的溶剂体系,配以超声波,得到的氧化石墨烯分散性好且传质效果优良;制备过程绿色环保且对设备要求较低,可连续操作;溶剂体系使用后可回收重复利用。