纳米碳管是1991年被发现的一种碳元素新的存在形式。由于具有巨大的理论研究和应用前景，自从被发现以来，一直是纳米材料领域的研究热点。本文采用氢电弧法以石墨粉或多壁纳米碳管/纳米炭纤维为碳源制备双壁纳米碳管，采用微观显微观察和激光拉曼光谱等分析手段对所得纳米碳管进行了表征，并研究了制备工艺参数对碳管结构和纯度的影响。将纳米碳管与导电聚合物原位化学复合，得到的复合材料作为电化学电容器电极，研究了其电化学性能。运用孔分布和比表面分析仪、激光拉曼光谱、电池测试设备和电化学测试系统等手段，系统研究了聚苯胺包覆不同纳米碳管的电化学容量以及内阻和循环特性等性质，并比较了用不同纳米碳管与苯胺复合后作为电化学电容器电极、用聚苯胺作为电容器电极的电化学性能。 高分辨电镜观察表明，氢电弧法制备的纳米碳管产物中含有83％的双壁纳米碳管，其余是单壁纳米碳管。以多壁纳米碳管/纳米炭纤维为碳源制备的双壁纳米碳管中无定形炭等杂质少于以石墨粉为碳源制备的双壁纳米碳管。经工艺参数优化后的双壁纳米碳管产量达4克/小时。 当单根双壁纳米碳管的端部能被观察到时，发现它们基本上都是开口的。为开口生长机理提供了有力依据。研究发现催化剂金属钴在双壁纳米碳管制备中起关键作用。当钴催化剂在联合催化剂中占主要成分时，产物以双壁纳米碳管为主；否则，产物以单壁纳米碳管为主。 采用原位化学聚合法制备了纳米碳管/导电聚合物复合材料，并作为电化学电容器电极材料进行了系统研究。结果表明，纳米碳管/导电聚合物比纯导电聚合物的容量和循环性均有提高。 比较了不同纳米碳管/聚苯胺复合材料电极的循环特性。双壁纳米碳管/聚苯胺的循环性比多壁纳米碳管/聚苯胺和单壁纳米碳管/聚苯胺有所改善，孔结构和比表面分析表明，双壁纳米碳管/聚苯胺的比表面积比多壁纳米碳管/聚苯胺和单壁纳米碳管/聚苯胺的比表面积大。在放电过程中提供更多的双电层容量，也为聚苯胺包覆层提供更大的有效面积。 表征了以纳米碳管/聚苯胺作为电极活性物质的电化学电容器的阻抗、自放电和漏电流等各项性质。复合材料的响应频率比纯导电聚合物——聚苯胺有数量级的改善。单壁纳米碳管/聚苯胺的响应频率为16Hz，双壁纳米碳管/聚苯胺的响应频率为20Hz，多壁纳米碳管/聚苯胺的响应频率为13Hz。而纯聚苯胺的响应频率仅为0.4Hz。 论文比较不同纯化方法处理的纳米碳管对复合电极材料容量的影响，结果表明混酸提纯的纳米碳管，管壁和端口具有更多的有机官能团。这些官能团可改善纳米碳管在水溶液中的分散性，进而提高与导电聚合物单体的相容性，使该复合电极材料的比容量最大。