本发明涉及一种半导体Bi₂O₃-Ta₂O₅复合纳米纤维及其制备方法，其为在一维Ta₂O₅纳米线模板上长有Bi₂O₃纳米颗粒的异质结构，具有均一的结构尺寸和良好分散性，直径为80-120nm，用下述方法制得，包括有以下步骤：1）向氢氧化钠溶液中加入铋源，均匀混合；2）将上述混合溶液加入到Ta₂O₅纳米线前驱体中，均匀混合得到混合液；3）将混合液转入至反应釜中，反应，得到淡黄色溶液；4）待得到的溶液自然冷却后洗涤，并置于烘箱中使其完全烘干，即得。本发明的有益效果是：该材料作为降解污染物表现出良好的降解性能。本发明工艺简单，符合绿色化学的要求，利于市场化推广。