本发明公开了一种制备TiO2-BaSO4复合材料的方法。以硫酸氧钛为原料，用溶胶凝胶法制备钛溶胶，以BaSO4为载体，阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠为组装介质，通过水浴搅拌方式，在载体上组装了TiO2纳米粒子。经450～650℃煅烧，可得到锐钛矿结构的纳米TiO2包覆层。通过不同的组装次数及不同钛溶胶的浓度可得到不同TiO2负载量的复合粒子，通过调节钛溶胶的浓度；水浴温度及煅烧温度可得到不同粒径的球形纳米TiO2粒子，粒径在15～35nm范围，颗粒分布均匀。该复合材料对甲基橙的催化降解率高于TiO2纳米粉体。本发明工艺简单，经济实用，可增强TiO2在环保涂料及水处理领域的应用。