Abstract We studied the mineralization of the herbicide bentazon (Bn) through advanced electro-oxidation using a non-divided modified Diachem® cell. The treatment system consisted of an array of three boron-doped diamond (BDD) electrodes: cathode-anode-cathode. The chosen variables of interest were current density (j = 0.5, 1.0, and 1.5 mA cm-2), the initial Bn concentration (10, 50, and 100 mg L-1), and the volumetric flow (v = 280, 500, and 750 mL min-1). In all cases, a 0.04 M Na2SO4 and 0.05 M NaHSO4 (pH ~ 2) solution was used as the supporting electrolyte. Results indicate that, at low current densities, up to 86 % of the Bn present in the solution can be removed (j = 1.0 mA cm-2 and v = 500 mL min-1); however, additional increases in j (from 1.0 to 1.5 mA cm-2) slightly increase (2-3 %) the removal efficiency but increase 55 % the carbon footprint and the treatment cost. Likewise, increases in the volumetric flow from 500 to 750 mL min-1 marginally affect the elimination of Bn and the removal of total organic carbon (TOC) in 1% and 4 %, respectively. The highest efficiencies for TOC (68 %) and COD (82 %) removals were obtained with the following operational conditions: j = 1.0 mA cm-2 and v = 750 mL min-1. Values obtained for the instantaneous current efficiency (ICE) showed an exponential reduction, suggesting that mass transfer influences importantly the efficiency of the process.

Resumen En este trabajo se estudió la mineralización del herbicida bentazón (Bn) por medio de electroooxidación avanzada utilizando una celda no dividida Diachem® modificada. El sistema de tratamiento consta de un arreglo de tres electrodos de diamante dopado con boro (BDD): cátodo-ánodo-cátodo. Las variables de interés seleccionadas fueron: la densidad de corriente ( j = 0.5, 1.0 y 1.5 mA cm-2), la concentración inicial de Bn (10, 50 y 100 mg L-1) y el flujo volumétrico (v = 280, 500 y 750 mL min-1). En todos los casos se usó como electrolito soporte una solución de 0.04 M Na2SO4 y 0.05 M de NaHSO 4 (pH ~ 2). Los resultados obtenidos indican que, a bajas densidades de corriente, se puede remover hasta el 86 % del Bn presente en solución (j = 1.0 mA cm-2 y v = 500 mL min-1); sin embargo, aumentos adicionales en j (de 1.0 a 1.5 mA cm-2) elevan ligeramente la eficiencia de remoción (2-3 %) pero incrementan hasta en un 55% la huella de carbono y el costo de tratamiento. De igual forma, incrementos en el flujo volumétrico de 500 a 750 mL min-1 afectan de forma marginal la eliminación del Bn y la remoción del carbono orgánico total (TOC) en un 1 % y 4 %, respectivamente. Las mayores eficiencias de remoción de TOC (68 %) y COD (82 %) se obtuvieron con las siguientes condiciones operativas: j = 1.0 mA cm-2 y v = 750 mL min-1. Los valores obtenidos de la eficiencia de corriente instantánea (ICE) presentaron una reducción exponencial, lo cual sugiere que la transferencia de masa tiene una influencia importante en la eficiencia del proceso.

Abstract: In most commercial electrochemical processes, only one of the two sides of the cell produces a desirable reaction, whereas the complementary reaction at the other side simply avoids interference with the target process and/or offers fast kinetics as not to limit it. An overview of several possible paired reaction schemes and their advantages is given, accompanied with specific thermodynamic and kinetic selection criteria, cell and reaction design strategies, and examples from the organic, inorganic, and environmental areas. The unnecessary nomenclature dispersion in this field (e.g., combined, concurrent, conjugate, convergent, coupled, divergent, dual, duet, linear, paired, parallel, simultaneous and synchronous electrochemical processes) is revised and a simple, consistent classification, as well as a homogeneous schematization system, is proposed.

Resumen: En la mayoría de los procesos electroquímicos comerciales solo uno de los dos lados de la celda genera un producto de interés, mientras que en el otro lado simplemente se evita que la reacción complementaria interfiera con la reacción principal o bien solo ofrece una cinética que no limite el proceso. Aquí se da una visión global de esquemas posibles de reacciones en pares, así como sus ventajas, acompañada de criterios termodinâmicos y cinéticos de selección, estrategias para el diseño de celdas y procesos, y ejemplos de las áreas de orgánica, inorgánica y ambiental. Se analiza la dispersión innecesaria de nomenclatura que existe en la literatura (e.g., procesos electroquímicos combinados, concurrentes, conjugados, convergentes, acoplados, divergentes, duales, en dueto, lineales, en pares, paralelos, simultáneos, y sincronizados) y se propone una clasificación sencilla y consistente así como una homogenización de su esquematización.

A method for establishing the kinetics and products of the electrochemical degradation of hexachlorobenzene (HCB) is described. One plausible way of reducing HCB´s toxicity is through cathodic dehalogenation. The characterization of products formed during the electrochemical reduction and the reaction kinetics are both reported. Pentachlorobenzene (PCB), tetrachlorobenzene (TCB) and trichlorobenzene (TriCB) were identified among the degradation products by high performance liquid chromatography (HPLC) with ultraviolet (UV) detection. The kinetics is analyzed under different electrolysis conditions.