本发明提供了一种牡丹花状异质结构微米球光催化剂，由于由内到外的不同宽度能带匹配，使得催化剂对太阳光具有多波段的吸收，从而极大地提高了其对污染水中的染料的光降解效率。该催化剂是采用水热法和阳离子交换法制备的：先利用水热合成法制备出了具有不同比表面积的牡丹花状Zn‑In‑S微米球；接着利用阳离子交换法将表面区域的Zn‑In‑S转变成Ag‑In‑S而保持其形貌不变，通过控制反应调节可以得到不同吸光波段的异质光催化剂。相比于传统的TiO2或者单一的三元光催化剂而言，具有很好的光能利用率、比表面积大于100 m2/g，在使用量很小的情况下具有很高的光降解率；本发明方法简便，合成时间短，降解效率高，具有明显的优越性和实用价值。