本发明公开了一种负载TiO₂的填料，所述填料包括聚氨酯海绵块和TiO₂，所述TiO₂负载于聚氨酯海绵块上，本发明还公开了该填料的制备方法，将聚氨酯海绵块浸入经过浓缩和油浴处理的富含TiO₂的溶液中，然后在烘箱中进行热处理直到悬浮液被蒸干TiO₂全部负载在海绵块上，再用去离子水充分冲洗，干燥后制得负载TiO₂的海绵块填料。本发明中制得TiO₂的原料成本低廉，海绵块外表面负载的TiO₂膜又薄又均匀，并且不影响填料内部多孔结构中微生物的生长。经试验对活性黑5的降解去除率很高。本发明将光催化降解与生物降解耦合在一起，结合了高级氧化与生物降解的优点，对含有复杂难降解有机物特别是印染废水的处理效果很好。