本发明公开了一种酸法纳米纤维素模板合成的介孔TiO₂及其应用，以酸法纳米纤维素为模板、四氯化钛为钛源，采用液相水解-沉淀法制得介孔TiO₂；本发明以环境友好的生物可再生资源酸法纳米纤维素为模板剂，通过调节纤维素的长度、直径等设计出理想的模板剂结构，定向制备特定孔隙结构、满足治理特殊污染物需求的新型TiO₂介孔功能材料。本发明对介孔材料的合成及实现水体污染深度净化方面具有一定的理论和现实意义。