本发明提供了一种利用简单球磨技术制备黑色氧化钛纳米片的方法，该方法依次包括含氟氧化钛前驱体溶液的配制、水热法制备片状氧化钛粉体、利用球磨技术获得高缺陷黑色氧化钛纳米片等步骤。本发明所制得的氧化钛晶型结构为金红石相。所制备的黑色氧化钛纳米片在可见光区和紫外光区均有较高的光能利用率，片状结构提供了高比表面，同时暴露的高活性面有利于提高氧化钛的光电活性，有望拓展氧化钛光电半导体的应用效率。