本发明公开了一种碳纳米管改性的二氧化钛催化剂的制备方法及碳纳米管改性的二氧化钛催化剂，属于催化剂技术领域。本发明通过碳纳米管对二氧化钛进行改性，在二氧化钛的制备过程中引入碳纳米管，将过氧化钛溶液与碳纳米管混合，过氧化钛溶液中的离子可以穿透碳纳米管的孔道，在孔道内逐渐分解转化为二氧化钛，由此得到液态的碳纳米管改性的二氧化钛催化剂，该制备方法能有效降低碳纳米管的团聚问题，稳定性好，同时提高二氧化钛的比表面积，明显提高其光的利用率、光催化性能，增加吸附性能。该制备方法重复性好，可批量标准化生产，具有良好的市场前景。同时，该碳纳米管改性的二氧化钛催化剂具有长效、安全抗菌、消臭、净化空气的功效。