本发明提供了一种复合催化剂及其制备方法，所述复合催化剂包括：含钛化合物；负载在所述含钛化合物上的改性剂；所述改性剂为富勒烯和/或富勒烯衍生物。本发明提供的复合催化剂能够催化木质素的解聚反应，包括以下步骤：a2)将木质素和碱性溶液混合，得到溶液B；b2)将溶液B、催化剂和空气接触，进行光催化反应，得到木质素解聚产品；所述催化剂为本发明提供的复合催化剂。与现有技术相比，本发明提供的复合催化剂能够在温和条件下解聚木质素，反应能耗小、成本低；同时，产物中高附加值化学品含量高。实验结果表明，采用本发明提供的木质素的解聚方法得到的木质素解聚产品中高香草酸的质量分数在67％以上，香草醛的质量分数在16％以上。
