CN111847513A - 一种多原子共掺杂二硫化钼及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多原子共掺杂二硫化钼的制备方法。具体的说，该方法首先将多种掺杂原子前驱体依次与钼源均匀分散，然后与含硫化合物在一定温度下反应，最后经溶液处理后，抽滤干燥即得到目标产物。该方法所制备的材料具有明确的结构，单一的晶像，无团簇或非二硫化钼晶像形成。所掺入的杂原子种类和含量易于调变。该材料用于电催化析氢反应具有优异的活性。本方法是一种制备多原子共掺杂二硫化钼的普适方法，具有简单，易于操作的特点。

Description

一种多原子共掺杂二硫化钼及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于二维纳米材料制备技术领域，具体涉及一种多原子共掺杂二硫化钼的及其制备方法与应用。
背景技术
二维二硫化钼由于其独特的结构和电子特性受到了人们的广泛关注，在材料科学、化学、纳米技术方都具有很好的应用前景。尤其在电催化析氢反应中，因为其地球储量大、环境友好、且性能优越，有望成为铂基电催化剂的良好代替者。然而，二硫化钼其析氢活性主要来自于其少量的边缘位，而其大部分的面内位点却是相对惰性的(B.Hinnemann,J.K.
Figure BDA0002044046590000011
et al.J.Am.C hem.Soc.,127,5308-5309(2005))。基于这一点的认识，大量的研究便集中于通过多类型调控增加二硫化钼活性位数量。Deng对二硫化钼进行的多尺度结构调控，构建了具有泡沫状的三维介孔二硫化钼，拥有着大量的边缘活性位同时提高了物质传输效率(J.Deng,D.H.Deng,X.H.Bao et al.Nat.Commun.,8,14430(2017))。但是由于热力学表面稳定性的限制，高活性的二硫化钼边缘位不能无限增加，因而限制了其析氢活性进一步提高(J.Kibsgaard,T.F.Jaramillo et al.Nat Mater.,11,963-969(2012))。因此，为了进一步增加额外活性位，杂原子掺杂的电子调控方法也成为了一种常用的策略。现如今掺杂原子主要分为金属原子(J.Deng,D.H.Deng,X.H.Bao et al.EnergyEnviron.Sci.8,1594-1601(2015))和非金属原子(J.F.Xie,Y.Xie el al.J.Am.Chem.Soc.,135,17881-17888(2013))，其目的是通过将杂原子掺杂进二硫化钼，改变局域的电子结构，大大增加了配位不饱和的活性硫的数量，进一步提高了其析氢活性。但是现在的策略多为单元素掺杂，其电子调变效率有限，并不能充分利用二硫化钼其大量的惰性面内硫位点。因此，多元素共掺杂二硫化钼成为了一种新兴的高效电子调变策略。然而，既要保证多元素同时掺杂时，原有的二硫化钼“三明治”式结构(S-Mo-S)不受破坏，还要避免多种掺杂元素之间的团聚或形成新相，这样的制备策略具有十足的挑战。
发明内容
基于以上背景技术，本发明提供一种多原子共掺杂二硫化钼的制备方法。该方法通过原位掺杂法将多种元素共掺杂进入二硫化钼，用于电催化析氢反应具有优异的活性。该方法掺杂的原子含两种或两种以上，可为金属与金属原子共掺杂、金属与非金属原子共掺杂、非金属与非金属共掺杂。该方法易于操作，且适用的范围广泛，可用于其他二维材料的调变。该材料在电催化、能源存储与转化等领域具有广阔的应用前景。
本发明的技术方案是：一种多原子共掺杂二硫化钼材料，所述多原子共掺杂二硫化钼为两种或两种以上原子同时掺杂二硫化钼，其中原子包含金属与非金属原子。
基于以上技术方案，优选的，所述金属为钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钌、铑、钯、银、钽、钨、铼、镉、铱、铂或金；所述非金属为氟、氧、硒、碲、氮、磷、碳、硼；所述原子掺杂的二硫化钼材料为层状、花状、球状、管状、线状、三维泡沫状和三维孔道状结构，其形貌可通过调变合成温度、更换硫源、添加模板来控制合成的二硫化钼形貌。
本发明还提供一种多原子共掺杂二硫化钼的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将钼源与掺杂原子前驱体加入到溶剂中混匀，然后于25～100℃，搅拌1～24h后，干燥，得到中间物Ⅰ；
(2)将步骤(1)得到的中间物Ⅰ与硫源混合，在惰性气体保护下密封于高压反应釜中，程序升温至100～600℃保持1～24h得到中间物Ⅱ；
(3)将步骤(2)中所得的中间物Ⅱ于溶液中处理2～16h，洗涤、抽滤、干燥，然后得到所述多原子共掺杂二硫化钼材料。
基于以上技术方案，
优选的，所述步骤(1)还包括模板剂；所述钼源与模板剂的质量比为1:200～10:1；
所述模板剂为分子筛、聚苯乙烯、二氧化硅、阳极氧化铝、氧化镁、氧化铈、碳球、二氧化钛、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
优选地，步骤(1)中所述钼源为钼酸钠，钼酸铵，氯化钼，三氧化钼，钼酸钾，磷钼酸，四硫代钼酸铵，乙酸钼、乙醇钼、草酸钼、五溴化钼、乙酰丙酮钼、六羰基钼、磷化钼中的至少一种；
优选地，步骤(1)中所述硫源为硫粉、二硫化碳、硫代乙酰胺、二甲亚砜、硫脲、丁硫醇、硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫化钠、硫化钾、四硫代钼酸铵中的至少一种；
优选地，步骤(1)中所述钼源中的钼原子与硫源中的硫原子的摩尔比为1:500～10:1；
优选地，步骤(1)中所述钼源中钼原子与掺杂原子总原子数的摩尔比为10:0.1～20；所述掺杂原子中任意两种原子的摩尔比为1:20～20:1；
优选地，步骤(1)中所述在混匀过程中，将钼源与掺杂原子前驱体超声分散于溶剂中，所述超声分散规则为，分段依次分散，先分散钼源与金属元素，后分散非金属元素，若同为金属或者同为非金属元素，则可同时分散，每段超声分散时间为0.5-6h；步骤(1)所述的混匀过程为将模板剂，钼源和掺杂原子前驱体超声分散于溶剂中，所述分散规则为，分段依次分散，先将钼源和模板剂在溶剂中超声分散，然后再分散金属元素，最后分散非金属元素，每段超声分散时间为0.5-6h；所述溶剂为水、丙酮、甲醇、乙醇、氨水、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、乙腈、乙二胺、氯仿、甲酸、乙醚中的至少一种。
优选地，步骤(1)中所述干燥为真空干燥或常压干燥，干燥温度为25～120℃，干燥时间为4～24h；
优选地，步骤(2)中所述惰性气体是氮气、氩气或氦气中至少一种。
优选地，步骤(2)中所述程序升温的升温速率为0.5℃/min～40℃/min。
优选地，步骤(3)中所述溶液为氢氟酸溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、盐酸溶液、甲苯溶液中的至少一种；所述氢氟酸溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和盐酸溶液的浓度为5～50wt.％，所述甲苯溶液的浓度为20～70wt.％；
优选地，步骤(3)中所述洗涤为在超纯水和乙醇洗涤多次，直至溶液呈中性。
优选地，步骤(3)中所述干燥温度为25～150℃，干燥时间为6～24h。
本发明还提供上述多原子共掺杂二硫化钼材料或上述制备方法得到多原子共掺杂二硫化钼材料在电催化析氢反应中的应用。
本发明具有如下优点：
1.所制备的多原子共掺杂二硫化钼材料结构明确，掺杂原子分布均匀，无团聚现象，且没有其他晶相形成。
2.所制备的多原子共掺杂二硫化钼材料中杂原子种类丰富，可包含金属原子和非金属原子，且各组分之间的比例可以调变，含量易于调控，可适用于不用体系的反应。
3.所制备的多原子共掺杂二硫化钼材料应用于电催化析氢活性高，稳定性好。
4.制备材料所需前驱体来源广泛，可实现宏量制备，易于放大生产。
附图说明
图1a为实施例1样品的透射电镜(TEM)图；1b为实施例1样品的高分辨透射电镜(HRTEM)图。
图2a为实施例2样品的透射电镜(TEM)图；2b为实施例2样品的高分辨透射电镜(HRTEM)图。
图3为实施例1、2和对比例1样品的X射线衍射谱(XRD)。
图4为实施例10和11在酸性条件下电催化析氢活性测试图。
具体实施方式
下面通过实施例对整个材料制备过程做一详细的说明，但是本发明的权利要求范围不受这些实施例的限制。同时，实施例只是给出了实现此目的的部分条件，但并不意味着必须满足这些条件才可以达到此目的。
实施例1
1.将400mg钼酸铵和359mg硝酸钴溶解于20mL水中，超声分散1h后，继续添加55.5mg硒粉，超声1h混匀后，于25℃下搅拌1h，60℃下干燥12h，再与10mL二硫化碳在氩气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于200℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于6mol L-1的氢氧化钾溶液处理5h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于80℃干燥12h即可得无模板的钴硒共掺杂二硫化钼。
透射电镜(见图1a)表明所得样品均为花状结构，高分辨电镜(见图1b)表明所得样品具有二维层状结构，且层数多为少层，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱(见图3)表明所得样品由2H相二硫化钼组成，并未出现与金属钴和非金属硒相关的衍射峰，进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透射电镜结果一致。
实施例2
1.将400mg钼酸铵和2.5g二氧化硅于20mL水中，超声分散0.5h，之后加入359mg硝酸钴超声分散1h，继续添加55.5mg硒粉，超声1h混匀后，于25℃下搅拌12h，60℃下干燥12h，再与10mL二硫化碳在氩气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于200℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于5％的氢氟酸溶液处理12h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于80℃干燥12h即可得有模板的钴硒共掺杂二硫化钼。透射电镜(见图2a)表明所得样品均为三维泡沫状结构，高分辨电镜(见图2b)表明所得样品具有二维层状结构，且为边缘丰富的垂直堆积阵列结构，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱(见图3)表明所得样品由2H相二硫化钼组成，并未出现与金属钴和非金属硒相关的衍射峰，进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透射电镜结果一致。
对比例1
1.将400mg钼酸铵溶解于20mL水中，超声分散1h后，于25℃下搅拌1h，60℃下干燥12h，再与10mL二硫化碳在氩气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于400℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于6mol L-1的氢氧化钾溶液处理5h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于80℃干燥12h即可得二硫化钼，通过XRD结果分析(图3)可知，得到纯二硫化钼，无其他团簇或杂相出现。
透射电镜表明所得样品均为花状结构，高分辨电镜表明所得样品具有二维层状结构，且层数多为少层。
实施例3
1.将400mg钼酸铵和2.5g二氧化硅于30mL水中超声分散0.5h，共同加入159mg硝酸钴和150mg硝酸镍超声分散2h，然后于25℃下搅拌12h，60℃下干燥12h，再与10mL二硫化碳在氩气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于400℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于5％的氢氟酸溶液处理12h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于80℃干燥12h即可得有模板的钴镍共掺杂二硫化钼。
透射电镜表明所得样品为三维泡沫状结构，高分辨电镜表明所得样品具有二维层状结构，且为边缘丰富的垂直堆积阵列结构，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱表明所得样品为2H相二硫化钼组成，并未出现与金属钴和镍相关的衍射峰。进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透射电镜结果一致。
实施例4
1.将400mg钼酸铵和2.5g二氧化硅于30mL水中超声分散1h，加入55.5mg硒粉和20mg红磷粉，超声2h混匀后，于25℃下搅拌12h，60℃下干燥12h，再与20mL二甲亚砜在氩气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于400℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于5％的氢氟酸溶液处理12h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于80℃干燥12h即可得有模板的硒磷共掺杂二硫化钼。
透射电镜表明所得样品为三维泡沫状结构，高分辨电镜表明所得样品具有二维层状结构，且为边缘丰富的垂直堆积阵列结构，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱表明所得样品为2H相二硫化钼组成，并未出现与非金属硒和磷相关的衍射峰。进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透射电镜结果一致。
实施例5
1.将900mg钼酸铵和2.5g二氧化硅于20mL水中超声分散0.5h，之后加入500mg硝酸钴超声分散1h，继续添加100mg硒粉，超声1h混匀后，于25℃下搅拌12h，60℃下干燥12h，再与10mL二硫化碳在氩气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于400℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于15％的氢氟酸溶液处理12h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于80℃干燥12h即可得有模板的钴硒共掺杂二硫化钼。
透射电镜表明所得样品均为三维泡沫状结构，高分辨电镜表明所得样品具有二维层状结构，且为边缘丰富的垂直堆积阵列结构，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱表明所得样品为2H相二硫化钼组成，并未出现与金属钴和非金属硒相关的衍射峰。进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透视电镜结果一致。
实施例6
1.将400mg钼酸铵和1.5g二氧化硅于30mL水中超声分散0.5h，然后添加200mg硝酸镍，超声分散1h，继续添加40mg碲粉，超声1h混匀后，于50℃下搅拌4h，100℃下干燥12h，再与10mL二硫化碳在氩气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于500℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于5％的氢氟酸溶液处理12h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于100℃干燥12h即可得有模板的镍碲共掺杂二硫化钼。
透射电镜表明所得样品均为三维泡沫状结构，高分辨电镜表明所得样品具有二维层状结构，且为边缘丰富的垂直堆积阵列结构，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱表明所得样品为2H相二硫化钼组成，并未出现与金属镍和非金属碲相关的衍射峰。进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透射电镜结果一致。
实施例7
1.将400mg钼酸铵和200mg硝酸铁溶解于20mL水中，超声分散1h后，继续添加40mg红磷粉，超声1h混匀后，于25℃下搅拌1h，60℃下干燥12h，再与10mL二硫化碳在氮气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于400℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于6mol L-1的氢氧化钠溶液处理5h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于80℃干燥12h即可得无模板的铁磷共掺杂二硫化钼。
透射电镜表明所得样品均为花状结构，高分辨电镜表明所得样品具有二维层状结构，且层数多为少层，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱表明所得样品为2H相二硫化钼组成，并未出现与金属铁和非金属磷相关的衍射峰。进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透射电镜结果一致。
实施例8
1.将400mg钼酸铵和2.5g SBA-15分子筛于40mL水中超声分散1h，然后添加200mg氯化钽超声分散1h，继续添加55.5mg硒粉，超声1h混匀后，于50℃下搅拌4h，100℃下干燥12h，再与1g硫代乙酰胺在氮气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于500℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于10％的氢氟酸溶液处理12h，然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于100℃干燥12h即可得有模板的钽硒共掺杂二硫化钼。
透射电镜表明所得样品均为三维孔道状结构，高分辨电镜表明所得样品具有二维层状结构，且为边缘丰富的垂直堆积阵列结构，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱表明所得样品为2H相二硫化钼组成，并未出现与金属钽和非金属硒相关的衍射峰，进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透射电镜结果一致。
实施例9
1.将450mg磷钼酸和200mg钨酸钠于20mL乙醇中，超声分散1h后，继续添加55.5mg硒粉，超声1h混匀后，于25℃下搅拌1h，60℃下干燥12h，再与10mL二硫化碳在氩气保护下密封至60mL高压反应釜中。
2.将(1)中的高压反应釜于400℃保持4h。
3.将(2)所得的样品于6mol L-1的氢氧化钾溶液处理5h。然后分别用超纯水和乙醇洗涤并抽滤。
4.将(3)所得样品于80℃干燥12h即可得无模板的钨硒共掺杂二硫化钼。
透射电镜表明所得样品均为花状结构，高分辨电镜表明所得样品具有二维层状结构，且层数多为少层，无其他团簇或杂相出现。X射线衍射谱表明所得样品为2H相二硫化钼组成，并未出现与金属钨和非金属硒相关的衍射峰，进一步证明了多种掺杂元素之间无团聚现象，且说明掺杂元素未形成新的独立晶像结构，和透射电镜结果一致。
实施例10
采用实施例1得到的无模板的钴硒共掺杂二硫化钼材料和对比例1中的纯二硫化钼作为电催化析氢反应的催化剂，考察掺杂金属和非金属原子对电催化析氢活性的影响。
1.电催化析氢性能评价方法：采用三电极体系进行线性扫描伏安实验，参比电极为Ag/AgCl电极，对电极为碳棒电极，电解液为氩气饱和的0.5mol L-1H2SO4溶液，选用直径为5mm的玻碳电极作为工作电极。催化剂电极按如下方法制备：将980μL乙醇溶液加入到4mg样品中，然后加入20μL 5％Nafion/异丙醇溶液，超声分散40min得到悬浊液。取25μL上述悬浊液滴加至玻碳电极表面，自然晾干备用。
2.测试条件：测试温度：25℃；旋转电极转速：600rpm；线性扫描速率：5mV/s。
3.无模板钴硒共掺杂二硫化钼在酸性介质中表现出优异的电催化析氢反应活性，其相比于纯二硫化钼活性有明显提高，析氢活性顺序如下：无模板钴硒共掺杂二硫化钼>纯二硫化钼(见图4)。
实施例11
采用实施例1得到的无模板的钴硒共掺杂二硫化钼材料、实施例2得到的有模板的钴硒原子共掺杂二硫化钼材料和对比例1中的纯二硫化钼作为电催化析氢反应的催化剂，考察有无模板对掺杂金属和非金属原子的电催化析氢活性的影响。
1.电催化析氢性能评价方法：采用三电极体系进行线性扫描伏安实验，参比电极为Ag/AgCl电极，对电极为碳棒电极，电解液为氩气饱和的0.5mol L-1H2SO4溶液，选用直径为5mm的玻碳电极作为工作电极。催化剂电极按如下方法制备：将980μL乙醇溶液加入到4mg样品中，然后加入20μL 5％Nafion/异丙醇溶液，超声分散40min得到悬浊液。取25μL上述悬浊液滴加至玻碳电极表面，自然晾干备用。
2.测试条件：测试温度：25℃；旋转电极转速：1600rpm；线性扫描速率：5mV/s。
3.有模板钴硒共掺杂二硫化钼在酸性介质中表现出优异的电催化析氢反应活性，有模板情况下，对掺杂无影响且活性有进一步的提高，析氢活性顺序如下：有模板钴硒共掺杂二硫化钼>无模板钴硒共掺杂二硫化钼>纯二硫化钼(见图4)。

Claims (10)

1.一种原子掺杂的二硫化钼，其特征在于，所述掺杂为两种或两种以上原子同时掺杂二硫化钼，其中原子包含金属与非金属原子。
2.根据权利要求1所述的原子掺杂的二硫化钼材料，其特征在于，所述金属为钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钌、铑、钯、银、钽、钨、铼、镉、铱、铂或金；所述非金属为氟、氧、硒、碲、氮、磷、碳、硼；所述原子掺杂的二硫化钼材料为层状、花状、球状、管状、线状、三维泡沫状和三维孔道状结构。
3.一种权利要求1或2所述原子掺杂的二硫化钼的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将钼源与掺杂原子前驱体加入到溶剂中混匀，然后于25～100℃，搅拌1～24h后，干燥，得到中间物Ⅰ；
(2)将步骤(1)得到的中间物Ⅰ与硫源混合，在惰性气体保护下密封于高压反应釜中，程序升温至100～600℃保持1～24h得到中间物Ⅱ；
(3)将步骤(2)中所得的中间物Ⅱ于溶液中处理2～16h，洗涤、抽滤、干燥，然后得到所述多原子共掺杂二硫化钼。
4.根据权利要求3所述原子掺杂的二硫化钼的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括模板剂；所述钼源与模板剂的质量比为1:200～10:1；所述模板剂为分子筛、聚苯乙烯、二氧化硅、阳极氧化铝、氧化镁、氧化铈、碳球、二氧化钛、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
5.根据权利要求3或4所述原子掺杂的二硫化钼的制备方法，其特征在于，
所述钼源为钼酸钠，钼酸铵，氯化钼，三氧化钼，钼酸钾，磷钼酸，四硫代钼酸铵，乙酸钼、乙醇钼、草酸钼、五溴化钼、乙酰丙酮钼、六羰基钼、磷化钼中的至少一种；
所述硫源为硫粉、二硫化碳、硫代乙酰胺、二甲亚砜、硫脲、丁硫醇、硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫化钠、硫化钾、四硫代钼酸铵中的至少一种。
6.根据权利要求3或4所述原子掺杂的二硫化钼的制备方法，其特征在于，
所述钼源中钼原子与掺杂原子的摩尔比为10:0.1～20；所述掺杂原子中任意两种原子的摩尔比为1:20～20:1；
所述钼源中的钼原子与硫源中的硫原子的摩尔比为1:500～10:1。
7.根据权利要求3或4所述原子掺杂的二硫化钼的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述在混匀过程中，将钼源与掺杂原子前驱体超声分散于溶剂中，所述超声分散规则为，分段依次分散，先分散钼源与金属元素，后分散非金属元素，每段超声分散时间为0.5-6h；步骤(1)所述的混匀过程为将模板剂，钼源和掺杂原子前驱体超声分散于溶剂中，所述分散规则为，分段依次分散，先将钼源和模板剂超声分散，然后再分散金属元素，最后分散非金属元素，每段超声分散时间为0.5-6h；所述溶剂为水、丙酮、甲醇、乙醇、氨水、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、乙腈、乙二胺、氯仿、甲酸、乙醚中的至少一种。
8.根据权利要求3或4所述原子掺杂的二硫化钼的制备方法，其特征在于，
步骤(1)中所述干燥为真空干燥或常压干燥，干燥温度为25～120℃，干燥时间为4～24h；
步骤(2)中所述惰性气体是氮气、氩气或氦气中至少一种；
步骤(2)中所述程序升温的升温速率为0.5℃/min～40℃/min。
9.根据权利要求3或4所述原子掺杂的二硫化钼的制备方法，其特征在于，
步骤(3)中所述溶液为氢氟酸溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、盐酸溶液、甲苯溶液中的至少一种；所述氢氟酸溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和盐酸溶液的浓度为5～50wt.％，所述甲苯溶液的浓度为20～70wt.％；
步骤(3)中所述洗涤为在超纯水和乙醇中洗涤至溶液呈中性；
步骤(3)中所述干燥温度为25～150℃，干燥时间为6～24h。
10.权利要求1所述原子掺杂的二硫化钼或权利要求3或4所述制备方法得到的原子掺杂的二硫化钼在电催化析氢反应中的应用。
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