本发明提供一种具有高度结晶骨架的介孔二氧化钛材料、制备方法及其应用。以工业聚乙二醇800-6000为模板剂，二甲基亚砜或二甲基甲酰胺为溶剂，配制成模板剂溶液。加入计量的钛酸正丁酯，通过模板剂与钛源之间的较强氢键作用实现有机模板剂-无机物种之间的自组装，形成基本的介孔结构。再经过进一步的140-220℃高温溶剂热处理来实现介孔孔壁的晶化。将得到的结晶介孔二氧化钛初产物经过450-1000℃高温焙烧即可得到孔道开放且孔壁高度晶化的介孔二氧化钛材料，该材料表现出很高的结晶度，为典型的锐钛矿晶型结构，具有大的比表面积和可调变的孔径分布。同时在紫外光条件下催化降解水中有机染料显示出了较好的催化性能。