本發明涉及一種炭黑與納米二氧化鈦復合材料的制備方法及其應用。本發明首先對炭黑(CB)進行過氧化氫表面處理獲得表面處理的炭黑(HCB)，然后在溶膠-凝膠(sol-gel)法制備納米二氧化鈦的溶膠-凝膠階段實現與表面處理的炭黑 (HCB)的摻雜，利用表面處理的炭黑(HCB)表面形成的官能才與納米二氧化鈦以化學鍵的形式結合在一起，最后通過熱處理爐煅燒處理后制備得復合材料，該復合材料為均白的納米顆粒，在液相中容易分離，容易回收利用，該制備方法工藝可靠，可重復性強，成本低，其工藝路線見圖1。本發明所得的復合材料具有良好的光催化性能，經實驗該復合材料對水體中六價鉻等污染物呈現較好的光催化還原的性能，具有良好的治理重金屬廢水的應用潛力。