一種石墨烯/TiO₂納米復合材料及其制備方法，涉及光催化材料技術領域。復合材料結構中，TiO₂呈納米片形貌，均勻且緊密地在生長于石墨烯上；TiO₂的晶格發(fā)生畸變，晶格畸變導致TiO₂的價帶態(tài)密度發(fā)生變化；實現(xiàn)兩相間緊密接觸已達到石墨烯與TiO₂協(xié)同增強效應。利用多元醇的醚化反應生成乙醚和水，為TiO₂前驅體水解提供水，致使水解反應緩慢，使得TiO₂能在石墨烯上均勻形核與生長，實現(xiàn)相間緊密接觸。與在水蒸氣中合成的樣品相比，在異丙醇蒸汽中合成的樣品中TiO₂均勻且緊密地在生長于石墨烯上，并非粒子形貌，并且，TiO₂的晶格發(fā)生畸變，同時伴隨著元素化學態(tài)和價帶態(tài)密度變化，進而顯著提高光催化降解性能。