一種二氧化鈦基聚吡咯夾套納米管陣列，包括管墻獨立結構的二氧化鈦納米管陣列和在二氧化鈦納米管內壁面、外壁面上均勻沉積的聚吡咯導電膜。一種二氧化鈦基聚吡咯夾套納米管陣列的制備方法，以管墻獨立結構的二氧化鈦納米管陣列作為電極基體，以吡咯單體和高氯酸鋰的乙氰溶液為工作電解質，采用脈沖伏安法進行電聚合反應，在二氧化鈦納米管的外壁面和內壁面上分別形成均勻完整的聚吡咯導電膜，得到由沉積在二氧化鈦納米管內壁面上的聚吡咯導電膜、二氧化鈦納米管及沉積在二氧化鈦納米管外壁面上的聚吡咯導電膜構成的同心軸中空結構的夾套納米管陣列。一種二氧化鈦基聚吡咯夾套納米管陣列作為超級電容器電極材料進行電化學儲能的應用。