采用第一性原理研究了稀土元素X (Sc、La、Nd、Eu)单掺杂以及X-I共掺杂对锐钛矿相TiO_2的电子结构、形成能、态密度以及带边位置的影响。研究结果表明:稀土元素单掺以及X-I共掺杂锐钛矿相在富氧环境下的形成能均为负值,因此在富氧环境下更容易制备各掺杂体系。稀土元素X (Sc、La、Nd、Eu)单掺杂以及X-I共掺杂对锐钛矿相TiO_2的光学性质的影响有以下3个方面:首先各掺杂体系的禁带宽度均减小,尤其是共掺杂体系禁带宽度减小更明显;其次,在共掺杂体系中出现杂化能级,有利于对可见光的吸收;最后,各掺杂体系(除Nd-I-TiO_2外)均是潜在的光解水制氢的材料。