一种分支纳米结构二氧化钛阵列薄膜的制法，它是将氢氟酸、硝酸与去离子水配得酸洗液；在双氧水溶液中添加硝酸和六次甲基四胺，配得反应液I；另取双氧水溶液添加硝酸和三聚氰胺，配得反应液II；将金属钛基板在酸洗液中清洗后，用去离子水洗净，浸入反应液I中，80℃反应48小时，将钛片取出，溶液经离心分离得到前驱液；另取金属钛基板酸洗液清洗后，用去离子水洗净，浸入反应液II中，60～80℃下反应60～72小时；钛片清洗并干燥后，在450℃处理1小时，冷却；随后将钛片置于前驱液中，反应6～72小时后，清洗，干燥，在金属钛基板上得到具有分支纳米结构的二氧化钛阵列薄膜。本发明方法制得的阵列薄膜有很强的光催化降解水中有机污染物作用。