本发明公开了一种具有晶面异质结结构的金红石晶型三维TiO2光催化剂的制备方法及其光催化分解水产氢应用,无数超薄TiO2纳米片生长在TiO2纳米棒周围构成了该三维结构光催化剂,其中外侧纳米片主要具有(111)和(101)晶面,该两种晶面具有不同的带隙和价导带位置,可以形成Ⅱ异质结,同时TiO2纳米棒可以与纳米片(111)晶面形成Ⅱ异质结,形成的异质结可以极大的促进载流子分离,提高其寿命,从而实现提高光催化产氢效率。另外,本发明提供的新型晶面异质结TiO2光催化剂反应操作简单,可重复性高,环保无污染。