通过开发高性能的尿素吸附材料，可以减少血液净化治疗过程中的需水量，降低固定式净水装置的制约，从而将患者从临床治疗中解放，使居家治疗成为可能。活性炭对大部分代谢废物具有较好的清除效果，但是对产生量最大的尿素的吸附亲和性和吸附容量不足，是制约活性炭用于血液净化领域的主要因素。本文采用KOH 活化的方法调整活性炭的表面结构参数，提高活性炭的尿素吸附量。通过改变温度、时间和碱炭比等活化条件，测试不同活化条件下制备的活性炭尿素吸附量，寻找尿素吸附量与活化条件之间的关系，摸索最优活化条件。然后，将KOH 活化的活性炭用于模拟血液净化系统，测试其动态吸附和复杂溶液体系下的吸附性能，为其进一步应用于血液净化领域探索可能性。
    通过筛选商品化活性炭发现，尿素吸附量与活性炭孔径在 < 0.01 的水平下，存在显著线性负相关关系。尿素是一种小分子物质，分子尺寸为0.56 nm× 0.63 nm × 0.30 nm，在活性炭中的吸附主要是微孔填充。根据数据分析结果推测，将活性炭的孔径缩减至与尿素分子尺寸相当时，可以进一步提升活性炭对尿素的吸附量。根据筛选结论，选择了一种名为RWAP 的活性炭：其微孔孔径为0.47 nm，接近尿素分子的尺寸；比表面积为1175 m2/g，微孔孔容为0.31 cm3/g，具有较大的比表面积和孔容，是一种潜在的理想吸附材料。
    活化实验时，将商品活性炭RWAP 与KOH 以1.5:1 到3:1 不等的比例混合，在管式炉中以800–1000 ∘C 范围内的不同温度在氮气保护下活化2 小时，然后将活化后的活性炭在38 ∘C 的2 g/L 尿素溶液中进行吸附测试。实验结果显示：RWAP以2.5:1 的碱炭比在850 ∘C 的温度条件下活化2 小时，取得了最好的吸附效果，尿素吸附量为14.5 mg/g。进一步地，选取范围为1.5–3.5 小时的活化时间优化活性炭活化方法，实验结果显示将活化时间从2 小时延长至2.5 小时，可以取得更优尿素吸效果。对RWAP-Ac-1.5@850-2.5 在不同温度和尿素浓度下进行尿素吸附实验，活化后的活性炭在4 ∘C 下2 g/L 的尿素溶液中吸附量为25 mg/g，相比活化前的吸附量，提升幅度为75%；在其他尿素浓度和温度条件下进行的活性炭吸附实验也获得了显著性能提升。对RWAP-Ac-1.5@850-2.5 的结构表征数据显示：活化后的活性炭微孔孔径从0.47 nm 增加到0.5 nm；微孔体积从0.31 cm3/g 大幅增加到0.49 cm3/g；比表面积从1175 m2/g 增加至1954 m2/g，其中微孔比表面积从743 m2/g 增至1240 m2/g。表征结果说明：KOH 活化提高了微孔体积，产生了更多微孔；比表面积的提升主要来源于微孔比表面积的显著增加。活化提高了活性炭的微孔性，有利于尿素分子吸附在活性炭的微孔中，从而提高了活性炭对尿素的吸附能力和吸附容量。
    最后，用加入尿素、肌酐和尿酸等尿毒素的血浆超滤液进行模拟实验，将RWAPAc@850-2.5 装入填充柱中，测试其尿素动态吸附性能和其他相关指标。实验结果显示，RWAP-Ac 在血液净化系统中可以较好地吸附尿素、肌酐和尿酸等尿毒素，经过180 min 的透析液循环后，血浆超滤液中的尿素、肌酐和尿酸清除率分别达到86%、94% 和88%，取得了较好的血液净化液循环使用预期，有望将KOH活化活性炭进一步用于血液净化领域。