本发明涉及一种易回收重复使用的新型高效可见光催化剂的制备和应用，制备方法包括：将表面修饰的具有多羟基、单分散性的纳米Fe₃O₄超声分散在乙醇中；钛酸四丁酯稀释在含有聚乙烯砒咯烷酮的乙醇中；两种溶液混合、超声、水浴后滴加含有尿素、乙醇的水溶液，再水浴、静置、磁分离获得固体物。洗涤后将固体物分散在乙醇中，进行溶剂热反应，通过磁分离、洗涤、干燥、研碎等步骤获得磁性纳米TiO₂复合光催化剂。将该催化剂置于亚甲基蓝溶液中，可见光照射降解，再利用外加磁场回收该催化剂，重复光降解亚甲基蓝溶液。结果表明该方法制备的光催化剂具有明显的可见光响应，光催化活性高，利用外磁场进行回收可重复使用。