本發明屬于催化劑制備技術領域，涉及一種花瓣狀HTiO光催化劑及其制備方法和其應用，方法包括1)制備氟氧鈦氫HTiOF前驅體；2)在聚四氟乙烯容器中，將HTiOF前驅體分散于NaOH中，攪拌；并將容器置于高壓反應釜中反應、冷卻至室溫得到產物，并用HCl洗滌產物，直至濾液pH小于7；3)繼續用無水乙醇和水洗滌，直至洗滌濾液pH為7，干燥得到花瓣狀HTiO。本發明利用HTiOF為前驅體，氫氧化鈉為剝離劑，鹽酸為離子交換劑，通過簡單的水熱法和離子交換法制備花瓣狀的HTiOF光催化劑；且制備的光催化劑對鹽酸四環素、亞甲基藍和羅丹明B具有優異的光催化降解活性。