Los pesticidas se detectan ampliamente en grandes cantidades en el medio ambiente, representando una amenaza ecológica para el cuerpo humano y la ecología. Los nanomateriales semiconductores como el nano-titania (nTiO) tienen una fuerte eficiencia de degradación fotocatalítica para los contaminantes. Sin embargo, la amplia banda prohibida y el rango limitado de absorción de luz inhiben la aplicación práctica del nano-titania. Por lo tanto, en este estudio, el nTiO fue modificado por dopaje de Fe utilizando el método hidrotérmico de microondas para mejorar su rendimiento fotocatalítico. Se utilizó Fe-nTiO dopado con una proporción de masa del 1.0% debido a su alto rendimiento fotocatalítico. Sus eficiencias máximas de degradación para ACE y ATZ bajo una lámpara de xenón de 20 W fueron del 88% y 88.5%, respectivamente. Se encontró que la modificación de dopaje de Fe distorsionó la morfología espacial de nTiO y acortó la banda prohibida para facilitar la reacción fotocatalítica. Los resultados de resonancia paramagnética electrónica mostraron que los radicales reactivos (O, ·OH) producidos por los electrones fotogenerados (e) y los huecos (h) de Fe-nTiO fueron las especies activas principales en la degradación de ACE y ATZ. Además, la aplicación de Fe-nTiO mejoró significativamente el crecimiento de la lechuga bajo la luz solar; las eficiencias de degradación de ACE y ATZ en la lechuga fueron del 98.5% y 100%, respectivamente. Este trabajo proporciona nuevas perspectivas sobre la eliminación de contaminantes orgánicos por fotocatalizadores bajo la luz solar en la agricultura.