本发明涉及纳米材料，尤其涉及一种锐钛矿/板钛矿介孔二氧化钛混晶纳米片及制备方法与应用。本发明以纳米二氧化硅原液为硬模板，四氯化钛为前驱体制备二氧化钛晶种，在酸性条件下以钛酸四丁酯为钛源，加入氢氟酸做封端剂，暴露高比例的锐钛矿(101)晶面，水热反应后，去除模板得到所述介孔锐钛矿/板钛矿二氧化钛混晶。本发明制备的介孔锐钛矿/板钛矿二氧化钛混晶为纳米级片状材料，且具有明显的介孔结构。纳米化减小了光生载流子的传输距离，抑制其复合、提升了载流子利用率；混合晶型构成的异相接极大促进光生载流子的分离；介孔结构不仅增强了光吸收利用率，还促进了反应物、产物的传质扩散，极大提升了光催化效率。