超级电容器作为一种新型的储能装置,它兼并了化学电池高能量密度和普通电容器大功率密度的优点,同时还具有使用寿命长,绿色环保,工作温度范围广,维护成本低等优点,现已成为新型化学电源家族中的重要成员。一维高度有序的二氧化钛（TiO₂）纳米管具有优异的物理化学性能,较大的比表面积,和良好的电子传输路径,是前景诱人的超级电容器电极材料。然而TiO₂纳米管禁带较宽,导电性较差,电容较小,限制了其在超级电容器方面的应用。因此,通过对TiO₂纳米管进行合理的改性来提高其导电性和电容具有极为重要的意义。本文首先采用二步阳极氧化法制备了TiO₂纳米管,而后采用电化学还原法对TiO₂纳米管进行改性。在此基础上,本文通过电化学还原和电聚合相结合方法制备了聚吡咯/还原二氧化钛纳米管复合电极材料。此外,还通过浸泡煅烧相结合的方式制备了钼掺杂二氧化钛纳米管复合薄膜电极材料,极大地提高了TiO₂纳米管的导电性和比电容。在此基础上又通过浸泡煅烧和电聚合相结合的方法制备了聚吡咯/钼/二氧化钛纳米管三元复合材料。本文的主要研究内容如下:（1）采用一种电化学还原/电聚合沉积相结合的方法制备了聚吡咯/还原二氧化钛纳米管（r-TiO₂纳米管/PPy）复合薄膜电极,并研究了其表面形貌、结构和电化学性能。充放电性能测试结果表明,在电流密度为1.0 A/g时,r-TiO₂纳米管/PPy的比电容达到777.5 F/g,远高于同等条件下TiO₂纳米管（3.2 F/g）和r-TiO₂纳米管（8.4 F/g）的比电容。（2）采用一种浸渍/煅烧相结合的方式制备了钼掺杂二氧化钛纳米管复合薄膜电极（Mo/TiO₂纳米管）,并研究了其表面形貌、结构和电化学性能。与TiO₂纳米管相比,Mo/TiO₂纳米管表现出较高的比电容,高达323.75 F/g,这得益于增强的电子和离子导电性,由于大部分Mo6+取代晶格中Ti4+的位置,导致生成更多的自由空穴,而这增加的价带中的空穴浓度可以有助于掺杂样品的导电性的提高。（3）采用循环伏安聚合和浸渍/煅烧的复合技术制备了含Mo、聚吡咯和TiO₂纳米管阵列的三元复合材料（PPy/Mo/TiO₂纳米管）,并研究了其表面形貌、结构和电化学性能。与传统的二元复合相比,这种三元复合表现出了极好的电化学性能。在电流密度为1.0 A/g时,三元复合材料的比电容高达1432 F/g;经1000次充放电循环测试后,电容值仅下降21%。