采用一步水热还原法制备出石墨烯/二氧化钛(r-GO/Ti O_2)复合材料;利用X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱对样品的结构、形貌进行表征;以罗丹明B溶液为目标降解物,考察在可见光照射下复合材料的光催化性能。结果表明,制得的复合材料中Ti O_2颗粒大小比较均匀,粒径约为200~300 nm,Ti O_2在石墨烯片层上分散较好,石墨烯与Ti O_2成功复合;在可见光照射下,罗丹明B的降解符合一级动力学特征;r-GO/Ti O_2对罗丹明B复合降解率达到99.8%,是相同条件下制得二氧化钛的4.96倍;催化剂具有很好的重复稳定性。