[0006] 本发明提供一种用于降解污染物的海绵电极及其制备和应用，制备操作简单易行，无需特殊的设备仪器和化学试剂，制备得到的电极稳定性和氧化能力均明显提高。
[0007] 一种用于降解污染物的海绵电极的制备方法，包括如下步骤：
[0008] (1)将Ag纳米线粉末和电解质加入蒸馏水中，超声分散后搅拌2～3h，制得Ag纳米线溶液；将多壁碳纳米管和表面活性剂加入蒸馏水中，超声分散得多壁碳纳米管溶液；
[0009] (2)将海绵先在所述多壁碳纳米管溶液中浸渗，再在Ag纳米线溶液中电沉积，得负载Ag纳米线和多壁碳纳米管的电极；
[0010] (3)将TiO2的乙醇溶液浸渍到步骤(2)所得电极上，烘干制得负载Ag纳米线、多壁碳纳米管和TiO2的海绵电极。
[0011] 本发明将改性碳纳米管材料即MWNTs(多壁碳纳米管)通过浸渍的方法固定于海绵电极上，再通过电沉积将Ag纳米线、TiO2负载于海绵电极表面，在光电催化技术下，降解污染物。
[0012] 浸渍溶液所用材料MWNTs具有巨大的比表面积(本发明说用多壁碳纳米管的比表面积在10-20m2/g内)、超强的机械性能、高的化学和热稳定性以及良好的导电能力，结合到支撑材料上，提高了电极的导电性，且为多孔材料，容易将Ag、TiO2负载到MWNTs表面；Ag纳米线具有良好的生物相容性和优异的化学、电学和电催化性能，且由于尖端放电，提高污染物降解效果；TiO2在电化学的降解基础上，融入光催化原理，分析有机污染物催化降解的最佳条件，在可见光条件下发生催化反应，可以提高污染物的降解率，光电催化适用于难降解有机物，且二次污染较小。TiO2作为一种典型的光催化剂，在紫外光的照射下降解有机污染物具有良好的稳定性和较高的光催化性。实验表明，污染物的降解效果和光催化氧化有关，即使是在高毒性浓度的条件下，TiO2也具有较好的降解能力。
[0013] 本发明的基底电极片用廉价、吸附性强、可塑性强、可重复使用的普通海绵作支撑材料，直接通过商购获得，海绵电极的尺寸：60mm×18mm×2mm，每个条件设置2片海绵作对照，另添加一片相同大小的碳毡对比分析。
[0014] 作为优选，步骤(1)中Ag纳米线粉末以0.01～0.5g/L计加入蒸馏水中；电解质以1～10g/L计溶加入蒸馏水中。即每升蒸馏水中分散0.01～0.5g Ag纳米线粉末和1～10g电解质。电解质优选采用KNO3或AgNO3。
[0015] 进一步优选，每升蒸馏水中分散0.01～0.1g Ag纳米线粉末和9～10g KNO3；最优选，每升蒸馏水中分散0.05g Ag纳米线粉末和10.11g KNO3。
[0016] 步骤(1)中Ag纳米线溶液现配现用，不宜放置过久，防止因氧化失效。
[0017] 作为优选，步骤(1)中多壁碳纳米管以1～10g/L计加入蒸馏水中；表面活性剂以8～12g/L计溶加入蒸馏水中。即每升蒸馏水中分散0.8～1.2g g多壁碳纳米管和8～12g表面活性剂。
[0018] 进一步优选，每升蒸馏水中分散1～2g多壁碳纳米管和8～12g表面活性剂每升蒸馏水中分散1g多壁碳纳米管和10g表面活性剂。
[0019] 作为优选，所述表面活性剂为十二磺基苯磺酸钠。
[0020] 作为优选，所述Ag纳米线粉末采用油浴法制备。
[0021] 油浴法具体操作是：将40mL的乙二醇放入三口烧瓶中，165℃恒温下加热40min后加入320μL(4mmoL/L，0.054g/moL)的/乙二醇溶液，在165℃条件下继续加热15min后依次加入12mL的114mmoL/LPVP/乙二醇(1.265g/100mL)，12mL 94mmoL/L的AgNO3/乙二醇(1.598g/100mL)，避光，反应1h，室温下冷却，将制备的Ag溶液进行超声搅拌(1100r/min以上)30min，同时向溶液内加碱性试剂(NaOH)，调节PH＝2～5，滴加完成后，继续超声搅拌30min，得灰黑色悬浊液，抽滤，水洗3次，乙醇和丙酮各加一次，抽滤，50～60℃真空干燥。
[0022] 作为优选，步骤(2)中海绵电极片在多壁碳纳米管溶液中浸渗1～5次，每浸渗一次后在60～80℃条件下烘干1.5～2h，再进行下一步操作；每次浸渗时间为5～60min。进一步优选为，步骤(2)中海绵电极片在多壁碳纳米管溶液中浸渗3次，每浸渗一次后在70℃条件下烘干1.5～2h，再进行下一步操作；每次浸渗时间为20min。作为优选，Ag纳米线溶液中电沉积的时间为5～30min；进一步优选为15min。电沉积电压-0.2V。作为优选，TiO2的乙醇溶液中TiO2的浓度为1～10g/L，进一步优选为1g/L，乙醇为无水乙醇。
[0023] 作为优选，步骤(3)中将TiO2的乙醇溶液在步骤(2)所得电极上浸渍2～3次，每次浸渍时间为5～30min。
[0024] TiO2的乙醇溶液在电极上均匀浸渍，每次浸渍后按与海绵电极片在多壁碳纳米管溶液中浸渗时同样方法将电极烘干再进行下一步操作。
[0025] 步骤(1)中配制Ag纳米线溶液和多壁碳纳米管溶液时超声分散的时间均为30～45min。
[0026] 本发明制备方法均在室温下进行。
[0027] 本发明还提供一种如所述制备方法制备得到的海绵电极。
[0028] 本发明还提供一种如所述海绵电极在降解有机污染物中的应用。
[0029] 所述光电催化应用为：以本发明的海绵电极为阳极，钛片为阴极，电解降解有机污染物，尤其对甲基橙具有明显的降解效果。
[0030] 具体的，提供一种用于处理有机污染废水的装置，包括反应室，所述反应室的顶部带有进水口，底部带有出水口，其特征在于，还包括：
[0031] 固定在所述反应室内的挡板，所述挡板将所述反应室内由上至下分隔为若干个迂回连通的反应通道；
[0032] 对应设置在每个反应通道内的电极对，所述电极对中的阳极为由本发明的海绵电极制成的板状电极；
[0033] 以及连接所有电极对的供电电源。
[0034] 所述电极对中的阴极为钛电极、不锈钢电极或由光电催化材料制成的板状电极。
[0035] 阳极为海绵电极，阴极可采用海绵电极、钛板、不锈钢等电极材料，通过海绵阳极中的金属纳米线以及碳纳米管等尖端微放电效果，提高降解效果，同时在脉冲电晕放电过程中，电极产生的紫外光能激发TiO2光催化反应，实现光电一体化反应。
[0036] 所述挡板中嵌装有光源，采用普通电源时，则可通过挡板中嵌装光源提高光催化效果。
[0037] 所述光源为紫外灯或模拟太阳光的光源，均匀分布于挡板上，所有光源均与所述供电电源连接。
[0038] 挡板中嵌入光源，提供外加光源，与TiO2形成光催化反应，本发明中的挡板既可提供分隔反应室、改变流向的作用，又能固定光源，实现光催化作用。
[0039] 挡板优选设置为三块，由上至下固定于反应室的内壁上，将反应室内分隔为四个反应通道，四个反应通道之间迂回连通成一条迂回通道，该迂回通道的入口与反应室顶部的进水口对应，该迂回通道的出口与反应室底部的出水口对应。
[0040] 所述供电电源为高压脉冲等离子体电源或常规电源。反应器采用板板 式反应形式，从而形成脉冲电晕微放电，同时也可采用常规电源，进行常规光电催化反应。
[0041] 还包括与所述出水口和进水口连接的蓄水池，蓄水池与进水口之间设有水泵。
[0042] 待处理污水储存与蓄水池中，采用连续流形式，通过水泵将蓄水池中的待处理液抽取进入反应室上部，通过挡板作用使得水流在反应室中得到充分接触反应，提高反应时间，通过底部出水回到蓄水池中，进行循环处理。
[0043] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0044] (1)本发明在电化学的降解基础上，融入光催化原理，在可见光条件下发生催化反应，可以提高甲基橙等有机污染物的降解率，且二次污染较小。
[0045] (2)本发明无需加入化学处理剂，也无需用滤膜反渗透处理，只需在待处理的微污染水中搭建简易光电催化装置，在通电和光照条件下，有机污染物将会在电极片作用下高效降解。
[0046] (3)本发明制备操作简单易行，无需特殊的设备仪器和化学试剂。
[0047] (4)本发明降解产物无污染，零危害，对环境和人体无负面作用。
[0048] (5)本发明制备工艺绿色环保，对环境人体无害。
[0049] (6)本发明装置精简、实施简便，可高效快速降解污染物，大大提升水质，保证环境和人体健康。
[0050] (7)本发明制备得到的电极稳定性和氧化能力均有明显提高。
