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hkotsubo
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Uma alternativa é transformar as listas de horários em set's e subtraí-los. Assim, o que sobrar são os horários disponíveis:

schedules_dict = {1: ['00:00'], 2: ['00:30', '00:45'], 3: ['00:00', '00:30', '00:45']}
appointments_dict = {1: ['00:00'], 2: ['00:30'], 3: ['00:00', '00:30']}

output = {}
for indice, disponiveis in schedules_dict.items():
    if indice in appointments_dict:
        # vê os horários que sobraram
        sobrou = list(set(disponiveis) - set(appointments_dict[indice]))
        if len(sobrou) > 0:
            output[indice] = sobrou
    else:
        output[indice] = disponiveis

print(output) # {2: ['00:45'], 3: ['00:45']}

Um detalhe é que set não garante a ordem dos elementos. Se quiser que os horários estejam em ordem, basta trocar para usar sorted:

sobrou = sorted(set(disponiveis) - set(appointments_dict[indice]))

A princípio, comparar strings contendo dígitos nem sempre funciona da forma esperada, mas neste caso os horários estão no formato HH:MM (sempre com 2 dígitos, de acordo com a norma ISO 8601), então a ordenação é feita corretamente.

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