CN110586162A - 掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料及制备方法和应用，其复合材料以花状MoSe2纳米颗粒作为掺杂物，手风琴状氮化二钛层状纳米片作为搭载基底材料；所述手风琴型氮化二钛是由长约3~4μm，宽约1~2μm的二维氮化二钛叠加组成累计厚度约1μm的骨架材料，所述纳米花状MoSe2颗粒均匀分布在手风琴型氮化二钛的间隙中，形成稳定的搭载结构。本发明还公开了所述纳米复合材料的制备方法，制备条件简单，可重复性高，且成本低廉。本发明还提供了所述纳米复合材料在作为水裂解催化电极材料方面的应用，所述电极材料具有催化效率高，稳定性好，导电性高，接触比表面积大，循环稳定性强等优点，适合在商业领域应用。
Description
技术领域
本发明涉及过渡金属氮化物、半导体材料与电催化水裂解领域，具体涉及掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料、制备方法以及该复合材料在电催化水裂解阴极材料方面的应用。
背景技术
化石燃料的严重消耗导致能源危机和环境污染，刺激人们寻求可持续的绿色能源。能量载体—氢，一种未来的能源燃料，可以通过电解水的析氢反应（HER）有效地获得。
MoSe2是一种新兴的层状过渡金属硒化物，其结构是由两层硒原子与一层钼原子组成的类似三明治型结构堆叠而成的二维层状结构，具有稳定的层状结构、大比表面积以及良好的机械柔性，在超级电容、传感和电催化领域表现出良好的应用潜力。
由于MoSe2独特的物理化学性能，它也是一种良好的水裂解阴极材料，这种“类石墨烯”的层状结构可以很好地对氢离子进行吸附（ΔGH= -140meV）。但是由于MoSe2与氢离子吸附是点接触，纯的MoSe2纳米材料自身存在导电性差的固有缺陷，限制了MoSe2纳米材料在水裂解电极材料方面的应用。因此，为了利用MoSe2较高的电催化水裂解活性，必须提高其电催化的稳定性和导电性，这是当前MoSe2纳米材料在电催化水裂解领域急需解决的问题。
一种新型的二维过渡金属碳化物和氮化物（称为MXenes）具有高电导率，高比表面积，具有足够的氢离子面-面吸附位点。这个新的2D化合物族具有通式Mn+1Xn（n = 1,2,3），其中M是早期过渡金属，A代表主族中的元素，X代表碳或氮，它们是通过从它们相应的前驱体Mn+1AXn相蚀刻“A”层来制备。MXenes的合成和加工导致以-O-，-OH和/或-F终止的官能团，因此完整的化学式表示为Mn+1XnTx，其中Tx表示表面终止（-O-，-OH和/或-F）。为了简化研究问题，表面终止官能团Tx可以忽略。
在40多个实验合成的过渡金属碳化物和氮化物MXenes中，只有两个被报道用于氮化物，其物理，化学和电化学性质刚刚开始被研究。Ti3C2具有出色的赝电容性能，在数千次循环中电容超过200 F g-1。特别是Ti2N具有比其碳化物更高的电催化性能，因为它们具有更高的导电性和对单价阳离子吸附的亲和力。
但现有技术中尚未有MoSe2纳米颗粒与二维Ti2N复合结构的研究与应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料及制备方法和应用，该复合材料作为电解水析氢阴极材料应用时，具有优秀的催化活性。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的制备方法，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：使用KF-HCl刻蚀液进行刻蚀，刻蚀液中的KF和HCl的摩尔比为1:1，KF的质量浓度为80-120g/L；将Ti2AlN物质溶解到刻蚀液中，Ti2AlN物质的量浓度为0.1mol/L；在30-60℃的温度范围中搅拌反应3-5小时；
步骤2：待反应完全后，溶液变成绿色的透明悬浮液，取上清液进行超声处理1-2小时，然后用去离子水清洗，使得pH值在6-7范围内，最后在冷冻干燥箱中进行冷冻干燥24小时，得到Ti2N纳米片；
步骤3：使用水热合成法，硒粉和钼酸钠二水合物的摩尔比为1:1；Se粉溶解在80%水合肼中并搅拌，Se的物质的量浓度为0.1-0.3mol/L；钼酸钠二水合物即Na2MoO4·2H2O溶解在去离子水中并搅拌；水合肼与去离子水两份溶剂的体积比为1:4；在将两份溶液混合，加入1mol/L浓度的步骤2所获得的Ti2N纳米片，放入反应釜中水热反应，离心干燥即得所述掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料；其中：
所述水热反应使MoSe2为纳米花状颗粒，反应温度为120-200℃，反应时间为720-1440分钟。
一种上述方法制得的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料。
所述氮化二钛纳米片为无定形多晶结构，未形成某一特定的定向晶系；花状MoSe2纳米颗粒为六方晶系；花状MoSe2纳米颗粒作为掺杂物，层状氮化二钛纳米片作为搭载基底，形成稳定结构；所述MoSe2纳米颗粒与所述氮化二钛纳米片既有充分牢固的点面接触，又有因未形成固溶体而发挥各自作用的优势。
所述氮化二钛纳米片是由长3~4μm、宽1~2μm、厚度80~100nm的二维氮化二钛纳米片类似手风琴形状交叉排列组成高3~4μm的间隙形貌；所述花状MoSe2纳米颗粒直径200~300nm，均匀分布在所述手风琴形状的层状氮化二钛纳米片的间隙中。
一种上述掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料在作为电催化水裂解阴极材料中的应用。
所述应用包括以下具体步骤：
步骤1：将掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料与Nafion溶液（5%质量浓度）同时分散于乙醇水溶液中，超声15-30min，制得悬浮液；其中，乙醇和水的体积比为1:4；Nafion溶液占乙醇水溶液总体积的3-5%，掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的质量浓度为4-5g/L；
步骤2：用移液枪吸取步骤1获得的悬浮液，滴涂在玻碳电极上，使得玻碳电极上有效物质的负载量为0.3-0.5 mg/cm2，并用红外灯烘干，得到所述掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的电催化水裂解阴极材料。
本发明在纳米复合材料、制备方法及其在水裂解析氢性能上均具有突出的优点。本发明的手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料是以手风琴型层状氮化二钛纳米片作为导电基底，花状二硒化钼纳米颗粒均匀分布在手风琴型层状氮化二钛纳米片层间和表面，为首次复合成功，材料结构非常新颖。除了二硒化钼纳米颗粒本身具有极强的氢离子吸附能力之外，氮化二钛纳米片使得复合材料的稳定性增强，同时也增加了复合材料的固有导电率，从而极大地提升了复合材料在水裂解析氢阴极材料方面的强烈的协同效应。本发明提供的手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料，在国际上尚属首次报道，在水裂解析氢阴极材料应用领域具有极为优秀的应用前景。
在纳米复合结构方面，相对于现有技术，本发明突出的特点包括：首次成功制备了手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料；设备简单，一般实验室设备都能达到要求；不需要高难度的操作，方法非常简单易行；成本低，重复性好，而且可以大批量制备。
本发明优点包括：手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料的接触面的金属半导体接触，降低了电子的隧穿势垒，在外电场作用下，电子更容易从Ti2N（MXene）表面流向MoSe2；由于二硒化钼的纳米花状和氮化二钛的手风琴型层状比表面积大，有利于氢离子的吸附，且不易被破坏层结构，从而提升了长时间把氢离子还原成氢气的能力；通过Ti2N（MXene）的协同作用调节MoSe2的电子密度和输运性质，以提高其催化活性，相同电流密度下比纯MoSe2的Tafel斜率小，过电位低。可见，本发明手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料及其用作水裂解析氢反应阴极材料，在当前析氢反应阴极材料领域提供了良好的应用前景，是比当下以单一过渡金属硫族化合物材料为主的水裂解电析氢阴极材料更为优越的替代材料。
附图说明
图1为原料Ti2AlN和产物Ti2N的SEM图；
图2为本发明掺杂MoSe2的层状Ti2N纳米复合材料的X射线衍射图；
图3为本发明掺杂MoSe2的层状Ti2N纳米复合材料的SEM图；
图4为本发明掺杂MoSe2的层状Ti2N纳米复合材料的线性扫描伏安图；
图5为本发明掺杂MoSe的层状Ti2N纳米复合材料的电催化水裂解析氢阴极材料的Tafel图谱；
图6为本发明掺杂MoSe的层状Ti2N纳米复合材料的电催化水裂解析氢阴极材料的电化学交流阻抗图谱；
图7为本发明MoSe2、Ti2N以及MoSe2/Ti2N纳米复合材料的电催化水裂解析氢阴极材料的CV图谱以及电流密度差值-扫描速度比较图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
本发明掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的制备方法，包括详细步骤如下：
（1）使用KF-HCl刻蚀液进行刻蚀，刻蚀液中的KF和HCl的摩尔比为1:1，KF的质量浓度为80-120g/L。将Ti2AlN物质溶解到刻蚀液中，Ti2AlN物质的量浓度为0.1mol/L。在30-60℃的温度范围中搅拌反应3-5小时。然后在超声清洗仪中超声，以促进铝层剥离和层间距的打开，得到绿色悬浮液。用去离子水清洗，然后离心，去除可溶性氟化物，重复上述步骤，直到上清液的pH值接近6，然后加入异丙醇，3500rpm离心0.5h过滤，然后用真空冷冻干燥机进行干燥，以保持完整的手风琴型多层结构，最终得到黑色手风琴型多层二维Ti2N粉末。
（2）使用水热合成法，硒粉和钼酸钠二水合物的摩尔比为1:1。Se粉溶解在80%水合肼中并搅拌，Se的物质的量浓度为0.1-0.3mol/L。Na2MoO4·2H2O溶解在去离子水中并搅拌。水合肼与去离子水两份溶剂的体积比为1:4。在将两份溶液混合，加入1mol/L浓度的步骤（1）中所获得的Ti2N纳米片，放入反应釜中水热反应，离心干燥即可获得掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料。收集内胆中的深灰色产物，并交替使用去离子水和无水乙醇反复清洗三次。将清洗后的反应产物在去离子水中进行超声分散，将分散液静置、高速离心处理、过滤，然后在60℃的真空恒温干燥箱中进行6h干燥处理，最终得到黑色手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒纳米复合材料。
本发明还提供一种基于手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒的水裂解析氢阴极材料，其包括玻碳电极，以及与Nafion溶液一起涂覆于玻碳电极上的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料。
其中，所述催化水裂解析氢阴极材料涂层为直径2mm的圆形。
其中，所述手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒包括氮化二钛纳米片以及均匀分布在该手风琴型多层纳米片层间和表面上的花状二硒化钼纳米颗粒。即，所述手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒是以手风琴型层状氮化二钛纳米片为基体骨架，花状二硒化钼纳米颗粒均匀分布在手风琴型层状氮化二钛纳米片的间隙与表面上，形成稳定的纳米复合结构。将所述手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料和Nafion异丙醇水溶液一起滴涂在玻碳电极上，即形成所述手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒电解水析氢阴极材料。
本发明还提供了一种手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒电解水析氢阴极材料的制备方法，所述电解水析氢阴极材料为基于增进电催化水裂解稳定性和增强催化活性的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料为阴极主材料，所述方法包括如下步骤：
（1）将制得的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料和Nafion溶液同时分散于异丙醇水溶液中，超声10min，得悬浮液；其中，乙醇和水的体积比为1:4，Nafion溶液占乙醇水溶液总体积的3-5%，所述复合纳米材料的质量浓度为4-5g/L；
（2）用移液枪吸取步骤1获得的悬浮液，滴涂在玻碳电极上，使得玻碳电极上有效物质的负载量为0.3-0.5 mg/cm2，并用红外灯烘干，得到所述的手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒的电催化水裂解阴极材料。
实施例1
制备掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料，具体包括：
（1）称取6gKF白色粉体，溶解在100mL 7M的盐酸中，充分搅拌后取20mL溶液备用。称取2gTi2AlN（MAX）前驱体，缓慢加入到20mL的KF-HCL溶液中，室温下搅拌3h；
（2）然后在40℃下超声1h，用去离子水洗离心多次，直到pH接近6，最后用异丙醇清洗离心3500rpm 30min，然后用上海田枫实业有限公司TF-LFD-1真空冷冻干燥机进行真空干燥48h；
图1中a）、b）分别是原料Ti2AlN和产物Ti2N的SEM图。由图可知，原料Ti2AlN类似层状蛋糕，经过刻蚀液的反应，Al层反应并溶解，出现手风琴状Ti2N纳米片。Ti2N纳米片具有更大的比表面积，有利于催化反应的进行。
（3）称取0.08g Se粉和0.121g二水合钼酸钠，分别溶解在5mL 80%水合肼（N80）和20mL蒸馏水中，然后将两份溶液混并搅拌，然后将0.5g步骤（2）制备的粉体溶解在溶液中，并用磁力搅拌器搅拌30min；
（4）将上述反应液放入75mL聚四氟乙烯反应内胆中，密封，之后放入烘箱在200℃下加热24h，反应结束冷却至室温；
（5）将上清液倒掉，用蒸馏水清洗并离心三次，使其pH接近7，放在真空烘箱中70℃干燥5h，得到纯净的黑色粉末，此样品为掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料。
如图2所示的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的X射线衍射图，可见在两种半导体材料的衍射峰中，即六方晶系的MoSe2结构（JCPDS29-0914），手风琴型层状氮化二钛纳米片为MXene相结构（JCPDS18-0070）。两相独立存在，没有形成化合物。
所述氮化二钛纳米片为无定形多晶结构，未形成某一特定的定向晶系；花状MoSe2纳米颗粒为六方晶系；花状MoSe2纳米颗粒作为掺杂物，层状氮化二钛纳米片作为搭载基底，形成稳定结构。
如图3所示的手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒纳米复合材料的SEM图，其包括手风琴型层状氮化二钛纳米片和花状二硒化钼纳米颗粒；其中，所述的二硒化钼纳米颗粒均匀并且大量地分布在手风琴型层状氮化二钛纳米片的间隙和表面，且具有良好的复合。
所述氮化二钛纳米片是由长3~4μm、宽1~2μm、厚度80~100nm的二维氮化二钛纳米片类似手风琴形状交叉排列组成高3~4μm的间隙形貌；所述花状MoSe2纳米颗粒直径200~300nm，均匀分布在所述手风琴形状的层状氮化二钛纳米片的间隙中。
实施例2
本发明掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料用作HER阴极材料的性能测试
上述实施例1制备得到的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料，由于其具有比表面积大、导电性好的手风琴型层状氮化二钛纳米片作为导电基底材料，又有具有过电位低，催化活性好的二硒化钼纳米颗粒作为掺杂材料。首次探索手风琴型层状氮化二钛纳米片在HER阴极材料的应用，并掺杂二硒化钼纳米颗粒发挥协同作用提升催化性能。本发明掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料用作HER阴极材料的性能测试，包括以下具体步骤：
（1）用移液枪量取0.2mL异丙醇、0.8mL的去离子水以及20μLNafion溶液至一个1.5mL离心管中。取本发明掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料0.04g溶解在上述溶液中；
（2）将该溶液在超声波清洗器中超声30min，至完全分散；
（3）将玻碳电极表面清洗干净，用移液枪量取约50μL的溶液，滴加在玻碳电极的表面，用红外灯烘干；
（4）配置200mL0.50M的H2SO4溶液，并通入氮气30min；
（5）组装好工作电极、铂电极和Ag/AgCl参比电极进行测试。
（6）使用上海辰华电化学工作站CHI660D，测试上述HER阴极材料的性能。
图4为本发明基于手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料的电催化水裂解析氢阴极材料的LSV图谱。iR校正后的曲线证实MoSe2/Ti2N复合物显示出比Ti2N和MoSe2好得多的HER活性。为了提供10mAcm-2的电流密度，MoSe2/Ti2N复合物需要的电位约为581mV，低于纯的Ti2N和MoSe2。
图5为本发明基于手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料的电催化水裂解析氢阴极材料的Tafel斜率图谱。根据Tafel方程线性拟合极化曲线计算出来的，MoSe2/Ti2N的Tafel斜率表明HER通过Volmer-Heyrovsky机制发生，并且与另外的质子的电化学重组是限速步骤。与纯Ti2N相比，MoSe2/Ti2N Tafel斜率的改善进一步证实了掺杂加速HER动力学。
图6为本发明基于手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料的电催化水裂解析氢阴极材料的电化学交流阻抗图谱（EIS）。图中描绘的奈奎斯特图显示，MoSe2/Ti2N电极的电荷转移电阻（Rct）为18.9Ω，比MoSe2（32.9Ω）小，比Ti2N（1.01kΩ）小得多。这表明在MoSe2/Ti2N/电解质界面处的电子转移快得多，这可能是由于电子传导性大大增强。
图7为本发明基于手风琴型层状氮化二钛纳米片掺杂花状二硒化钼纳米颗粒复合材料的电催化水裂解析氢阴极材料的CV图谱以及电流密度差值-扫描速度比较图；其中，(a)为 MoSe2/Ti2N、(b)为MoSe2、(c) 为Ti2N的电流密度-电势曲线；(d) 为MoSe2、Ti2N和MoSe2/Ti2N电流密度差值-扫描速度比较图；为了评估电化学活性表面积（ECSA），获得了在不同扫描速率下的一系列循环伏安法（CV）测量以确定双层电容（Cdl），与催化剂的实际有效活性表面积成正相关。MoSe2/Ti2N（0.496 mFcm-2）的Cdl远高于MoSe2（0.338 mFcm-2）和Ti2N（0.252 mFcm-2）。
试验结果表明，掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料充分发挥除了协同作用，与纯的氮化二钛和二硒化钼相比催化性能有了明显的提升。令人惊奇的是，纯的氮化二钛作为一种新型材料，比硒化钼的催化性能还要好，体现出了手风琴型层状氮化二钛纳米片还可能有更高的应用价值。此外，本发明纳米复合材料HER的交流阻抗与单纯的两种材料的交流阻抗相比，也有了显著的下降，证明了HER阴极电极导电性的有效改进。本发明掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料在用作电催化水裂解析氢反应阴极材料方面性能显著提高的原因是：掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的接触面是金属半导体接触，降低了电子隧穿势垒，在外电场作用下，电子更容易从层状氮化二钛纳米片流向花状二硒化钼纳米颗粒；由于球形稳定性作用和手风琴型层状氮化二钛纳米片支撑作用，复合材料在吸附氢离子的过程中，更易于保持自身稳定性，不易被破坏层结构，从而提升了长时间吸附和还原氢离子的能力；手风琴型层状氮化二钛纳米片和花状二硒化钼纳米颗粒有利于氢离子与复合材料界面的接触，花状二硒化钼纳米颗粒和手风琴型层状氮化二钛纳米片具有更大的比表面积，提升了电析氢阴极材料的比电容量。
本发明中，所述用于制备的原料全部均为分析纯，可直接使用。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不违背发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (6)
1.一种掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：使用KF-HCl刻蚀液进行刻蚀，刻蚀液中的KF和HCl的摩尔比为1:1，KF的质量浓度为80-120g/L；将Ti2AlN物质溶解到刻蚀液中，Ti2AlN物质的量浓度为0.1mol/L；在30-60℃的温度范围中搅拌反应3-5小时；
步骤2：待反应完全后，溶液变成绿色的透明悬浮液，取上清液进行超声处理1-2小时，然后用去离子水清洗，使得pH值在6-7范围内，最后在冷冻干燥箱中进行冷冻干燥24小时，得到Ti2N纳米片；
步骤3：使用水热合成法，Se粉和钼酸钠二水合物的摩尔比为1:1；Se粉溶解在80%水合肼中并搅拌，Se的物质的量浓度为0.1-0.3mol/L；钼酸钠二水合物即Na2MoO4·2H2O溶解在去离子水中并搅拌；水合肼与去离子水两份溶剂的体积比为1:4；再将两份溶液混合，加入1mol/L浓度的步骤2所获得的Ti2N纳米片，放入反应釜中水热反应，离心干燥即得所述掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料；其中：
所述水热反应使MoSe2为纳米花状，反应温度为120-200℃，反应时间为720-1440分钟。
2.一种权利要求1所述方法制得的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料。
3.根据权利要求2所述的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料，其特征在于，氮化二钛纳米片为无定形多晶结构，未形成六方或三方晶系；花状MoSe2纳米颗粒为六方晶系；花状MoSe2纳米颗粒作为掺杂物，层状氮化二钛纳米片作为搭载基底，形成稳定结构；所述MoSe2纳米颗粒与所述氮化二钛纳米片有充分牢固的点面接触。
4.根据权利要求3所述的掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料，其特征在于，所述氮化二钛纳米片是由长1.5~2μm、宽1~1.5μm、厚度80~100nm的二维氮化二钛纳米片类似手风琴形状交叉排列组成高1~1.5μm的间隙形貌；所述花状MoSe2纳米颗粒直径150~200nm，均匀分布在所述手风琴形状的层状氮化二钛纳米片的间隙中。
5.一种权利要求2所述掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料在作为电催化水裂解阴极材料中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，该应用包括以下具体步骤：
步骤1：将掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料与5%质量浓度的Nafion溶液同时分散于乙醇水溶液中，超声15-30min，制得悬浮液；其中，乙醇和水的体积比为1:4；Nafion溶液占乙醇水溶液总体积的3-5%，掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的质量浓度为4-5g/L；
步骤2：用移液枪吸取步骤1获得的悬浮液，滴涂在玻碳电极上，使得玻碳电极上有效物质的负载量为0.3-0.5 mg/cm2，并用红外灯烘干，得到所述掺杂二硒化钼的层状氮化二钛纳米复合材料的电催化水裂解阴极材料。
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