本发明公开了一种石墨烯/二氧化钛光催化剂的制备方法，步骤如下：（1）配制溶液A：将钛酸四丁酯慢慢加入氯仿中，得到溶液A；（2）配制混合液B：将氧化石墨烯加入到去离子水和乙醇的混合溶液中，得到混合液B；（3）将混合液B边搅拌边滴加到溶液A中，搅拌均匀，得混合液；（4）将混合液装入水热釜中，水热后，自然冷却至室温后，分离洗涤，即得到石墨烯/二氧化钛光催化剂。采用该方法所制备的石墨烯/二氧化钛光催化剂对有机染料具有优异的光催化降解性能。