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Antibióticos residuais podem causar o fenômeno da resistência antimicrobiana, caracterizada pela capacidade das bactérias presentes no meio serem tolerantes aos efeitos dos antibióticos. Com isso, a aplicação de métodos degradação baseados em processos oxidativos avançados são atrativos. o objetivo dessa pesquisa foi avaliar a degradação da amoxicilina (AMX) nos processos Foto-TiO₂-H₂O₂, TiO₂-H₂O₂ e fotólise direta, por meio de delineamentos experimentais e do estudo cinético. As variáveis pH, concentração de H₂O₂ e massa de TiO₂ foram previamente otimizadas empregando DCCR 2³, sendo as determinações analíticas realizadas em espectrofotômetro. A fim de obter as taxas de reação e o tempo de meia-vida, os dados experimentais foram ajustados a modelos cinéticos nas condições estudadas. A otimização indicou a concentração 62 mg L^-1 de peróxido de hidrogênio, 50 mg de TiO₂ e pH igual a 8, sendo estes utilizados em todas as etapas posteriores. Como resultado, observou-se uma maior degradação da AMX empregando o processo Foto-TiO₂-H₂O₂, que foi capaz de degradar cerca de 64% da AMX, seguido dos processos TiO₂-H₂O₂ e fotólise direta, com percentuais de 27% e 14%, respectivamente no tempo de 200 min. A cinética de degradação foi aplicada ao processo Foto-TiO₂-H₂O₂, nas condições estudadas, apresentando melhor ajuste ao modelo de primeira ordem com uma constante k igual a 0,006 min^-1 e um tempo de meia vida de 115 min. Tais resultados sugerem que a aplicação do processo Foto-TiO₂-H₂O₂ para a degradação da Amoxicilina em soluções aquosas contaminadas é um método promissor, entretanto, estudos recentes indicam que é possível obter uma degradação de mais de 99%, indicando que as faixas aplicadas para as variáveis  pH, massa de TiO₂ e concentração de H₂O₂ necessitam de mais investigação.