本发明公开了一种Ti³⁺:TiO₂/TiF₃复合半导体光催化剂，其二氧化钛直径为10-20nm，三氟化钛直径为100-150nm，二氧化钛与三氟化钛形成二型异质结，具有较低的载流子复合效率；含有大量的三价钛，具有良好的可见光吸收能力，可用于降解有机污染物；还公开了该复合半导体光催化剂的制备方法，利用锌单质作为还原剂，四氯化钛、四氟化钛作为原料，利用醇热法合成，通过改变不同反应单质锌的量，可以制备出不同二氧化钛和三氟化钛比例的Ti³⁺:TiO₂/TiF₃。本发明的制备方法具有操作简单、成本低廉、合成方法条件温和，具有较高的商业化应用前景。