由于其金属边具有较高的活性（ΔG_H=0.06 eV）以及在基面上的吸氢自由能高达1.92 eV，二维层状MoS₂被认为是析氢反应（HER）电化学催化剂的模型。研究发现，掺杂到MoS₂基质中的杂原子可以提高MoS₂的本征活性。与相工程方法相比，当1T相MoS₂为亚稳态时，杂原子掺杂策略可以获得稳定的产物。然而，诸如等离子体掺杂技术，高温合成、电化学沉积以及水热转化方法等常见杂原子掺杂策略通常只能将单金属原子掺杂到MoS₂并容易造成杂原子形成团簇或者倾向于在边缘富集形成不同化学成分的单独相，从而难以获得均匀的掺杂相。

有鉴于此，北京航空航天大学宫勇吉教授，清华-伯克利深圳学院邹小龙教授报道了通过层状MoO₃前驱体的插层和硫化过程，成功制备出多金属掺杂H-MoS₂的方法，制备的MoS₂基电催化剂具有高活性和长寿命的优异HER性能。

文章要点

1）由于插层方法能够在范德华间隙中均匀而同时地引入不同的元素，这种方法具有通用性，可以在不形成团簇、不分离相和不富集边缘的情况下获得多个异质原子共掺杂的MoS₂。然后将MoO₃与杂原子插层进一步硫化，可以得到均匀的多金属原子掺杂MoS₂。

2）结果表明，在MoS₂上掺杂相邻的钴、钯单体大大提高了HER的催化活性。在10 mA cm^-2电流密度下，Co、Pd共掺杂的MoS₂的过电位和塔菲尔斜率分别为49.3 mV和43.2 mV dec^-1，表现出优异的酸性HER催化活性。

该研究工作提出的多金属掺杂MoS₂的策略，为合成其它掺杂的二维材料（如VS₂、TiS₂、WS₂）开辟了一条新的途径，使其在电、磁、电化学等方面具有独特的性能。

Weiwei Yang, et al, Conversion of Intercalated MoO₃ to Multi-Heteroatoms-Doped MoS₂ with High Hydrogen Evolution Activity, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202001167

https://doi.org/10.1002/adma.202001167