本发明提供一种稀土金属氧化物团簇碳基材料及其制备方法和单线态氧催化剂。所述方法包括以下步骤：(1)将稀土硝酸盐、柠檬酸类化合物与第一溶剂进行混合，得到前驱体；(2)将步骤(1)得到的所述前驱体、酚类化合物、醛类化合物和第二溶剂进行混合和煅烧，得到所述稀土金属氧化物团簇碳基材料。本发明提供的稀土金属氧化物团簇碳基材料的制备方法操作简单且成本低廉，并且制备得到的碳基材料能够在无光照、无能量输入和无化学氧化剂的条件下高效产单线态氧，进而能够被广泛应用于有机污染物废水处理领域，并具有广阔的应用前景。