Os clusters de titânio-oxo (TOCs) atraíram muita atenção devido à sua diversidade de estrutura e composição nos últimos anos. Atualmente, esses materiais foram sintetizados pelo método solvotérmico. Neste trabalho, relatamos que uma série de TOCs envolvendo Ti29KO39 (OET) 38, TI6O6 (4-TBBZ) 6 (OIPR) 6, TI6O6 (ABZ) 6 (OIPR) 6 e Ti6O6 (4-TBBZ) 10 (OIPR) 2 foram preparados com sucesso pelo método de fase sólida. A estrutura dos materiais obtidos foi resolvida pela técnica de difração de raios-X de cristal. Além disso, o desempenho desses TOCs foi avaliado pelas reações de dessulfurização oxidativa (ODS) do modelo combustível modelo. Verificou-se que Ti6O6 (4-TBBZ) 10 (OIPR) 2 exibiu atividade catalítica sem precedentes com uma frequência de rotatividade (TOF) de 729 H-1 e atividade de massa de 1919 mmol⋅h-1idro-1. Os resultados de experimentos e cálculos teóricos revelam que os intermediários de anel de cinco membros do Ti-hidroperoxo formados pela combinação de locais de titânio binuclear em Ti6O6 (4-TBBZ) 10 (OIPR) 2 clusters com H2O2 desempenham um papel elementary na oxidação do sulfur) compostos. Além disso, é demonstrado que tais TOCs também podem ser utilizados como precursores para a síntese de Ti-MOFs.