Com a melhoria das tecnologias, é cada vez mais fácil identificar e quantificar compostos presentes em águas de abastecimento. A esses componentes recentemente identificados dá-se o nome de poluentes de preocupação emergentes. Seus efeitos a saúde ainda não são conhecidos, e não se enquadram em nenhuma legislação, destacam-se fármacos, compostos orgânicos e hormônios. Os tratamentos convencionais não são eficientes em promover a degradação desses compostos, diante disso, o objetivo deste trabalho foi buscar no processo fotocatalítico, um semicondutor capaz de degradar moléculas de cafeína de amostras de água de maneira satisfatória. Para isso, foram utilizados três semicondutores diferentes (TiO₂, Nb₂O₅ e ZnO). Os testes de capacidade de degradação foram conduzidos em um reator batelada de bancada, com radiação e temperatura controlada. Além dos testes com catalisadores em suspensão, os semicondutores foram imobilizados em esferas de alginato, a fim de agilizar o processo de remoção do semicondutor da água. Tanto o TiO₂ quanto o Nb₂O₅, não se mostraram eficientes na degradação das moléculas de cafeína, ao passo que o óxido de zinco foi capaz de degradar até 90% do poluente em menos de 120 minutos. Em virtude desses resultados, ainda se avaliou o efeito da temperatura de calcinação do semicondutor na degradação da cafeína, constatando que a óxido de zinco é mais eficiente quando calcinado a 400°C. Em contrapartida, quando imobilizado em esferas de alginato, a quantidade de cafeína degradada pelo ZnO foi praticamente nula, tornando inviável o uso da metodologia de imobilização para a aplicação desejada.