本发明公开了一种二氧化钛及其制备方法和应用，将醇类、固体碱、多氯甲烷和尿素按质量比为1：0.2：1：0.1配制成混合溶液，0.5～100克硫酸氧钛和10～1000毫升混合溶液混合均匀，在80～200℃下反应1～7天；生成的产物经甲醇充分洗涤后，在50～100℃下常压干燥1～40h，得到二氧化钛催化材料。本发明不仅操作简便、成本低、可以大量合成二氧化钛，而且制备的二氧化钛催化材料为锐钛矿相，比表面达400m2/g以上，纯度高、催化活性高、性能稳定，在可见光照射条件下12小时对甲苯和二甲苯的降解率达80%以上，对甲醛的降解率达90%以上。