模板法是以模板为主题构造，然后取控制、影响和修饰材料的形貌和尺寸的合成方法。早在1970年，G.E.Possin等人在直径仅40nm的多种金属线。1985年，C.R.Martin等人采用纳米微孔的聚碳酸酯过滤膜作为模板，制成了Pt和Au纳米线系列。模板法的反应空间在纳米尺寸区域内，二硫化钼的大小也因此空间的不同而发生变化。
二硫化钼的层状结构和石墨很类似，两个S原子层之间有一个Mo原子，形成三层结构。如此有一边沿就会有一个悬着的钼原子，导致层间的范德华力较弱，容易受外界环境影响。通过模板法制备MoS2的方法如下：
试验材料：AAO模板，二甲亚砜，二甲基甲酰胺，四硫代钼酸铵，和氢氧化钠。过程只需把AAO模板放于溶解在二甲亚砜的二甲基甲酰胺前驱液中，液体渗透空洞后，取出。然后将模板放于70℃恒温箱中蒸发掉溶剂。后续为通气体，高温保持，即可制得二硫化钼。
此方法由于制备时需要大量的附加条件，导致无法广泛推广，多用于实验室制取二硫化钼。
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