本发明公开了一种多级孔碳纳米管@聚苯胺海绵电极及其制备方法与应用，将多壁碳纳米管与苯胺共沉积在石墨片基底上，获得多级孔碳纳米管@聚苯胺海绵电极。本发明制备过程中无需添加传统的粘合剂，进一步提高了电极片的电性能。制备方法所需设备简单、操作方便、条件易于控制、环境友好、能耗低。本发明多级孔碳纳米管@聚苯胺海绵电极能够实现材料中各成分优异性能的协同效应，能够更好的吸附挥发性有机物，降低气液传质阻力，还能强化电活性功能菌的附着生长、生物膜的形成以及电子的传导。可实现工业废气中VOCs的高效净化，且不产生任何二次污染，容易推广，净化成本低。