一种高性能纳米TiO₂光催化剂材料及其制备方法，该光催化剂材料由中空纳米结构多面体TiO₂粒子构成，该中空纳米结构多面体TiO₂粒子具有暴露面均为{101}面的内外双层高活性面结构，其孔洞大小为100～200nm。其制备方法为：(1)将钛粉、氢氟酸和双氧水在去离子水中混合均匀后再转移到反应釜中；(2)将反应釜密封后，于180℃保温3h；(3)自然冷却，离心分离收集固体产物；(4)将固体产物重新分散到装有乙二醇的反应釜中，密封反应釜置于烘箱中于160～220℃保温48～72h；(5)自然冷却，离心分离，将产物烘干即可。该光催化材料具有高的光催化活性和降解有机污染物的能力，可在室温太阳光照下直接应用于光催化降解水体中的有机污染物。其制备方法简单，成本低廉。