近年来,稀土元素改性二氧化钛(TiO_(2))在环境催化领域展现出巨大潜力。本研究创新性地采用溶剂热法成功制备了一系列稀土元素修饰的RE-B-TiO_(2)(RE = Nd、Sm、Eu、Er、Tm)纳米催化剂,并系统探究了其在可见光下降解盐酸四环素(TCH)的性能与机理。其中Er-B-TiO_(2)展现出最优的可见光催化性能。通过多尺度表征技术(XRD、TEM、XPS等)证实,Er-B-TiO_(2)由具有双晶面暴露特征的双锥体纳米单元自组装形成纳米棒结构,这种独特的晶体构型显著促进了光生载流子的空间分离效率。在可见光照射下,Er-B-TiO_(2)对TCH的降解效率在120 min内达到93.2%。深入研究表明,Er~(3+)掺杂通过以下协同效应显著提升催化性能:(1) 引入丰富的氧空位缺陷;(2) 有效抑制光生电子-空穴复合;(3) 通过4f能级调控将光响应范围扩展至可见光区。系统考察了环境因素对降解效率的影响,发现溶液pH值和特定阴离子(如Cl~(-)、SO_(4)~(2-))对反应过程具有显著调控作用。结合自由基捕获实验和EPR分析,证实超氧自由基(·O_(2)~(-))是降解过程中的主要活性物种。通过高效液相色谱-质谱(HPLC-MS) 的分析揭示了TCH的降解路径,毒性评估表明降解中间体的生态毒性显著降低。本研究不仅阐明了稀土元素通过能带工程增强TiO_(2)光催化活性的内在机制,而且为设计高效稳定的可见光响应型环境催化剂提供了新思路。