En este trabajo se reporta la síntesis de nanopartículas de óxido de titanio soportadas en polietileno usando como precursor tetrapropóxido de titanio (TTP) por la técnica de plasma de baja temperatura y acoplamiento resistivo. Los polvos obtenidos sobre el polietileno mostraron partículas con geometría esférica y de tipo fibra, agrupadas aleatoriamente en arreglos de tipo monocapa con diámetros en el intervalo de 106 a 695 nm. El material es amorfo con algunos segmentos cristalinos similares a la fase rutilo. El diámetro promedio de las fibras fue de 178 nm y de 276 nm para las esferas. Las nanopartículas de TiO presentaron relaciones atómicas O/Ti aproximadas a 2, a un tiempo de reacción de 240 min. Un área específica de 163.26 m2g-1, con punto isoeléctrico a pH de 6.5 y 3.29 sitios activos por nanómetro cuadrado. La remoción de los iones de Cr (VI) en el material indica una máxima capacidad de remoción de 5.32 mg g-1 a un pH de 3±0.2. Los datos cinéticos de sorción de Cr (VI) se ajustaron al modelo de pseudo segundo orden obteniendo coeficientes de correlación de 0.977.