本发明涉及一种不同黑度的无定型羟基化纳米TiO2及其制备方法。首先将Ti(SO4)2溶液和氨水在冰水浴条件下混合反应得到TiO2的无定型水合物溶胶，离心洗涤，然后将洗涤后的溶胶放入超声合成仪中，在相同温度和功率密度下对其进行不同时间的超声处理，处理后的溶胶在低温下蒸干得到不同黑度的无定型羟基化纳米TiO2。本发明是首次采用高功率密度超声的方法制得一系列不同黑度的无定型羟基化纳米TiO2，该方法操作简单，原料易得，成本低廉，对环境友好，制备的不同黑度的无定型羟基化纳米TiO2实现了对能带结构的连续调控，在光催化降解有机污染物方面有着优异的性能和积极意义，具有良好的应用前景。