本发明提供一种TiO₂光催化还原制备芳胺化合物及废水降解一体化系统，包括TiO₂光催化还原硝基化合物系统、TiO₂光催化降解废水系统和TiO₂催化剂再生系统。TiO₂光催化还原硝基化合物系统，利用TiO₂光诱导激发所生成的光生电子的强还原性将硝基化合物还原制备芳胺化合物，并利用溶剂回收装置回收反应溶剂；TiO₂光催化降解废水系统，利用TiO₂ 光诱导激发的空穴的强氧化性氧化降解处理还原制备工艺所产生的废水；TiO₂催化剂再生系统，将经催化剂分离装置分离所得的TiO₂催化剂进行活化再生,实现TiO₂催化剂的回收利用。有益效果是用同一种TiO₂催化剂实现硝基化合物的光催化还原和含硝基化合物废水的光催化降解，实现了TiO₂催化剂的多功能化，实现了光催化有机合成和废水降解的一体化。