超级电容器是一种新型的高效能量存储装置，因其具有大的功率密度，良好的循环性能而被广泛应用于可移动设备电源，混合动力电动车以及航空航天领域。通过阳极化方法在金属钛基底上原位合成TiO₂纳米管阵列具有大的表面和有序的孔洞结构，且化学稳定性好，管径和管长等几何参数可以通过阳极化过程进行调变，规则的管状结构不仅为电解液流动和离子迁移提供了通道，同时是负载其他高比电容活性物质形成复合纳米阵列良好的模板。然而TiO₂有限的导电性使其应用受到了很大的限制。有效的C掺杂或者负载能够提高TiO₂导电性能，有利于TiO₂纳米管阵列内的高比电容的物质的负载和以TiO₂为基础的超级电容器电化学性能的提高。利用阳极化过程中有机物为C源，在Ar气气氛下退火处理，实现了对TiO₂纳米管的原位掺杂，有效提高了TiO₂纳米管阵列的导电性能和电容水平。然后以C掺杂的TiO₂纳米管为模板，采用循环伏安法负载聚苯胺，由于C的掺入提高了TiO₂纳米管的导电性能，更好的实现了有效负载聚苯胺。另外通过考察电化学聚合过程中苯胺单体的浓度和循环扫描的圈数的影响，可控地制得了聚苯胺纳米管、纳米棒和无序纳米线网络三种结构，分别研究了它们的电化学性能。结果表明，采用简单的方法合成了C-TiO₂/PANI复合电极材料具有良好的电容性能。采用葡萄糖水热以及后续退火的方法，在阳极化二氧化钛纳米管负载一层碳，形成TiO₂/C复合纳米管阵列，考察了葡萄糖浓度和不同退火温度对TiO₂/C结构和性能的影响。碳的负载使得TiO₂能够有效提高电子传导性能和双电层电容性能。另外，通过电化学沉积的方法在TiO₂/C纳米管阵列内形成复合纳米阵列MnO₂-TiO₂/C。结果表明MnO₂-TiO₂/C具有良好的电容性能。