一种二氧化钛-石墨烯复合纳米纸及其制备方法，二氧化钛-石墨烯复合纳米纸主要组分为二氧化钛纳米带和石墨烯或者二氧化钛纳米带、石墨烯和添加剂。上述二氧化钛-石墨烯复合纳米纸的制备方法，主要包括合成-复合-分散-抽滤-干燥等工序。与普通纳米颗粒或者纳米薄膜相比，其性能更为优越，制作方法简单，成本比较低廉。由于石墨烯的引入，该纳米纸具有良好的导电性，可以有效解决激发后的电子与空穴复合的问题，提高光催化的效率。此类复合纳米纸在光催化、传感器、电子器件等高科技领域有着重要的应用前景。本发明具有设计合理，工艺简单，无毒，无害，容易制备，价格低廉等优点，并且可以直接裁剪。