随着移动电子产品如智能手机、平板电脑等的能耗不断增加,传统的锂离子蓄电池已经无法满足移动设备对高能耗的需求。而微型燃料电池,由于其异常高的能量密度将能够适应便携式移动产品与日俱增的能耗需求。但是微型燃料电池还面临着一系列的挑战,如寻找一种低价高效的质子导体。就目前而言,燃料电池中使用的离子交换膜主要是全氟磺酸型离子交换膜,但由于全氟磺酸膜存在一些缺陷限制了膜和微型燃料电池的发展,其缺陷主要集中在两方面:1)制造成本高;2)对水的依赖性高。为了降低成本,同时也提高其性能,研究人员开始着眼开发新的质子导体。鉴于以上情况,本文以二氧化钛纳米管阵列薄膜为质子导体的基体,在纳米管内表面接枝功能化的偶氮类引发剂,再通过原位引发聚合,将聚电解质固定在纳米管阵列的内表面,构建出一种一维有序的聚电解质刷质子导体。并对不同聚合条件下,质子导体的性能进行探究,得到如下结论:1)利用阳极氧化法制备双通型二氧化钛纳米管阵列,对其制作参数进行探索,发现其电解液最佳含水量在2%-8vol%之间;电解液中氟化铵最佳浓度为0.2wt%-0.3wt%之间;最佳的氧化电压应大于40V;并且二氧化钛纳米管阵列成型的最佳环境温度应低于5℃。2)为了获得双通型二氧化钛纳米管阵列,本文拟在实验结束阶段将电压快速升高至120-180V,保持电压2-5min,但这一过程也会加速阵列表面纳米线的形成,为此需要在升压结束后,在电解液中加入0.3vol%-1vol%的氢氟酸,并伴随相应的搅拌5-10小时,以洗去纳米管阵列顶部覆盖的纳米线。3)在二氧化钛纳米管阵列内部接枝聚电解质刷的过程中发现,聚合时间和聚合单体的浓度对纳米管的填充情况影响非常大,随着单体浓度从小到大,纳米管的填充情况为:填充不满-完全填充-填充不满。产生这种现象的原因在于用于聚合的单体的含量和聚合过程中溶液的粘度。4)对所制备的质子导体进行阻抗测试,并计算其质子导电率,发现全湿状态下,以单体浓度为15%,聚合时间为3.5小时制备的质子导体的质子导电率最大,达0.125S/cm;另一方面通过对比不同填充情况的质子导体的导电情况,发现紧贴纳米管表面的有序的聚电解质刷起主要的传导作用。