本发明公开了一种改性二氧化钛水溶胶及其制备方法，其中二氧化钛水溶胶以钛酸丁酯为原料，采用溶胶-凝胶技术，以去离子水作为溶剂，以冰醋酸作为水解抑制剂，不使用有机溶剂和强酸，通过掺杂正硅酸乙酯、稀土化合物和氮化合物，对二氧化钛溶胶进行复合半导体、稀土金属离子和非金属元素三种类型的三元素共掺杂改性。本发明的二氧化钛水溶胶在保证二氧化钛的防紫外线功能时，提高其在可见光下的光催化活性和效率，同时提升抗静电性能，使其成为多功能整理剂。