O setor têxtil apresenta especial destaque na contaminação de águas naturais por gerar grandes volumes de efluentes altamente coloridos, devido à presença principalmente de azo corantes. Estes e seus subprodutos podem representar riscos tanto à saúde quanto ao meio ambiente, porque muitos são tóxicos, não biodegradáveis e resistentes à degradação. Este trabalho teve como objetivo investigar a influência dos parâmetros experimentais na descoloração e degradação do azo corante Direct Red 23 (DR23), utilizando-se TiO2 em suspensão aquosa sob radiação artificial (lâmpada a vapor de Hg de 125 W) e solar. O comportamento cinético foi investigado a 30,0°C sob condição de pseudo-primeira ordem. Foram variadas as concentrações de TiO2 e DR23 e de pH em duas condições experimentais, uma exploratória e outra na qual se utilizou planejamento fatorial 23, esta última baseada em dados pré-definidos pela condição exploratória. As maiores constantes de velocidade em pH 6,9 e 30,0°C foram respectivamente iguais a (6,58±0,39)x10-3 min-1 para a condição exploratória, usando-se 1,00x10-4 mol L-1 de azo corante e 1,25 g L-1 de TiO2, e de (5,47±0,55)x10-3 min-1 utilizando-se 1,50x10-4 mol L-1 de corante e 1,75 g L-1 de TiO2 para a condição na qual se utilizou o planejamento experimental. As suspensões formadas por DR23 e TiO2 foram agitadas por 45 min a 600 rpm no escuro e posteriormente irradiadas. As amostras coletadas durante a irradiação de 6 h foram filtradas (0,22 µm) e analisadas por espectrofotometria UV-Vis. As análises elementares de CHN nas amostras irradiadas por 6 h, mostraram que o carbono residual total foi de 0,21%, ou seja, o azo corante foi 99,2% degradado na condição utilizando-se o planejamento experimental contra 0,45% da exploratória, indicando que o corante foi degradado 97,9%. A análise de fatores do tipo Q, determinada a partir dos dados espectrais da condição com planejamento mostrou a formação de cinco intermediários e um produto no final de 6 h de irradiação. A adição de oxidantes como íon persulfato, íon clorato e peróxido de hidrogênio na suspensão formada por TiO2 e azo corante aumentou a constante de velocidade de degradação de DR23. Destes, o íon persulfato demonstrou ser o oxidante mais favorável, já que dos três, a descoloração de 97,6% ocorreu em 1 min de irradiação quando foi utilizada a concentração de 2,50x10-4 mol L-1. Na presença do íon clorato 95,9% do azo corante foi descolorido também em 1 min usando-se a concentração de 50,0x10-4 mol L-1. O H2O2 foi o menos efetivo dos três, uma vez que para descolorir 97,8% foi necessária a adição de 50,0x10-4 mol L-1 em 120 min de irradiação. A constante de velocidade de degradação do corante em TiO2 sob as diversas condições experimentais foi cerca de três vezes mais rápida sob radiação solar do que sob iluminação artificial.