一种二氧化钛/石墨烯复合光催化剂的制备方法，本发明涉及二氧化钛复合光催化剂的制备方法。本发明是要解决现有方法制备二氧化钛/石墨烯复合物中二氧化钛的粒径大、光催化效率低的技术问题。制备方法：将钛酸四丁酯加入到氧化石墨烯分散液中，超声分散后，再加入浓酸调节酸度，然后加入去离子水，继续超声处理，得到溶胶；然后再将溶胶转移到水热反应釜中进行水热反应，再经洗涤、干燥后得到二氧化钛/石墨烯复合光催化剂，本发明的复合光催化剂中二氧化钛的粒径为5～10nm，用于可见光催化降解甲基橙，2小之内就可以达到75％。本发明的二氧化钛/石墨烯复合材料可作为光催化材料、太阳能电池材料、锂离子电池负极材料。