Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №1, 2022 / с. 17-20

Фотокаталитический метод элиминации мочевины

Н.А. Базаев, А.В. Бакланова, Б.М. Путря


Аннотация

Рассмотрены различные подходы к реализации фотокаталитического метода элиминации мочевины в водных растворах. Приведены основные преимущества и недостатки фотокаталитического метода в сравнении с существующими методами регенерации диализата. Описаны возможности применения фотокаталитического метода элиминации мочевины в носимых аппаратах искусственного очищения крови.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Николай Александрович Базаев, д-р техн. наук, доцент, профессор, Институт биомедицинских систем,
Анастасия Валерьевна Бакланова, инженер, научно-исследовательская лаборатория систем искусственной биомедицинской регуляции,
Борис Михайлович Путря, канд. техн. наук, ведущий инженер, Институт биомедицинских систем, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», г. Москва, г. Зеленоград,

Список литературы

1. Gura V., Rivara M.B., Bieber S., Munshi R., Smith N.C., Linke L., Kundzins J., Beizai M., Ezon C., Kessler L., Himmelfarb J. A wearable artificial kidney for patients with end-stage renal disease // JCI Insight. 2016. Vol. 1. № 8. PP. 1-15.
2. Agar J.J.W. Review Understanding sorbent dialysis systems // Nephrology. 2010. Vol.15. № 4. PP. 406-411.
3. Tsukamoto T. Dialysate Regeneration System for Portable Dialysis / US Patent № 11/020,841. 2003.
4. Keller R.W., Yao S.J., Brown J.M., Wolfson S.K., Zeller M.V. Electrochemical Removal of Urea from Physiological Buffer as the Basis for a Regenerative Dialysis System // J.Electroanal. Chem. 1980. Vol. 116. РP. 469-485.
5. Wester M., Simonis F., Lachkar N., Wodzig W.K., Meuwissen F.J., Kooman J.P., Boer W.H., Joles J.A., Gerritsen K.G. Removal of urea in wearable dialysis device: A reappraisal of electro-oxidation // Artificial Organs. 2014. Vol. 38. № 12. PP. 998-1006.
6. Davenport A., Gura V., Ronco C., Beizai M., Ezon C., Rambod E. A wearable haemodialysis device for patients with end-stage renal failure: A pilot study // Lancet. 2007. Vol. 370. PP. 2005-2010.
7. Shao G., Zang Yu., Hinds B.J. TiO2 Nanowires Based System for Urea Photodecomposition and Dialysate Regeneration // Applied Nano Materials. 2019. Vol. 2. № 10. PP. 6116-6123.
8. Pelizzetti E., Calza P., Mariella G., Maurino V., Minero C., Hidaka H. Different photocatalytic fate of amido nitrogen in formamide and urea // Chemical Communications. 2004. Vol. 10. № 13. PP. 1504-1505.
9. Calza P., Pelizzetti E., Minero C. The fate of organic nitrogen in photocatalysis: An overview // J. Appl. Electrochem. 2005. Vol. 35. PP. 665-673.
10. Okemoto A., Tanakaa K., Kudo Yu., Gohda Sh. Hydrogen production for photocatalytic decomposition of water with urea as a reducing agent // Catalyst Today. 2017. Vol. 307. PP. 1-6.
11. Kaneko M., Nemoto J., Ueno H., Gokan N., Ohnuki K., Horikawa M., Saito R., Shibata T. Photoelectrochemical reaction of biomass and bio-related compounds with nanoporous TiO2 film photoanode and O2-reducing cathode // Electrochemistry Communications. 2006. Vol. 8. № 2. PP. 336-340.
12. Nicolau E., Fonseca J.J., Rodriguez-Martinez J.A., Richardson J., Flynn M., Griebenow K., Cabrera C.R. Evaluation of a urea bioelectrochemical system for wastewater treatment processes // ACS Sustain Chem. Eng. 2014. Vol. 2. PP. 749-754.
13. Park S., Lee J.T., Kim J. Photocatalytic oxidation of urea on TiO2 in water and urine: Mechanism, product distribution, and effect of surface platinization // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2019. Vol. 2. № 8. PP. 1044-1053.
14. Lasek J., Yu Y.H., Jeffrey C.S.Wu. Removal of NOx by photocatalytic processes // Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 2013. Vol. 14. PP. 29-52.
15. Vaiano V., Sacco O., Capia G.D., Femia N., Sannino D. Use of Visible Light Modulation Techniques in Urea Photocatalytic Degradation // Water. 2019. Vol. 11. PP. 1-14.
16. Bremmer J.M. Recent research on problems in use of urea as a nitrogen fertilizer // Fertilizer Research. 1995. Vol. 42. PP. 321-329.
17. Park S., Lee J.T., Kim J. Photocatalytic oxidation of urea on TiO2 in water and urine: Mechanism, products, distribution, and effect of surface platinization. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2019. Vol. 26. PP. 1044-1053.
18. Glibert P.M., Harrison J., Heil C., Seitzinger S. Escalating worldwide use of urea – A global change contributing to coastal eutrophication // Biogeochemistry. 2006. Vol. 77. PP. 441-463.
19. Choi J., Chung J. Evaluation of urea removal by persulfate with UV irradiation in an ultrapure water production system // Water Research. 2019. Vol. 158. PP. 411-416.
20. Long L., Bu Y., Chen B., Sadiq R. Removal of urea from swimming pool water by UV/VUV: The roles of additives, mechanisms, influencing factors, and reaction products // Water Research. 2019. Vol. 161. PP. 89-97.
21. Hinds B., Shao G. Apparatus and method for urea photo- oxidation / US Patent 10894118 A1. 2020.
22. Shao G., Zang Y., Hinds B.J. TiO2 Nanowires Based System for Urea Photodecomposition and Dialysate Regeneration // ACS Applied Nano Materials. 2019. Vol. 2. № 10. PP. 6116-6123.
23. Степанов А.Ю., Сотникова Л.В., Владимиров А.А., Дяги- лев Д.В., Ларичев Т.А., Пугачев В.М., Титов Ф.В. Синтез и исследование фотокаталитических свойств материалов // Вестник КемГУ. 2013. Т. 1. № 2. С. 249-255.
24. Antonelli R., Pimenta F.S., Tonhela M.A., Fornazari A.L., Granato A.C., Malpass G.R.P. Degradation of cytarabine, creatinine, and urea in artificial urine by a photo-assisted sono- electrochemical process // Research, Society and Development. 2020. Vol. 9. № 8. PP. 371-377.
25. Kim H., Park S., Kim W., Kim S., Kim J. Titanium dioxide surface modified with both palladium and fluoride as an efficient photocatalyst for the degradation of urea // Separation and Purification Technology. 2018. Vol. 209. № 8. PP. 580-587.
26. Grinval’d V.M., Leshchinskii G.M., Rodin V.V., Strelkov S.I. Development and testing of a unit for electrochemical oxidation of products of hemodialysis // Biomed. Engineering. 2003. Vol. 37. № 2. PP. 67-72.