Luận án Nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu xử lí một số chất độc tồn tại dưới dạng ion trong nước

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC 
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM 
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 
----------------------------- 
PHẠM THỊ HẢI THỊNH 
NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH LÀM VẬT 
LIỆU XỬ LÍ MỘT SỐ CHẤT ĐỘC TỒN TẠI DƯỚI DẠNG 
ION TRONG NƯỚC 
LUẬN ÁN TIẾN SỸ CHUYÊN NGÀNH KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG 
HÀ NỘI – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC 
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM 
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 
----------------------------- 
Phạm Thị Hải Thịnh 
NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH THAN HOẠT TÍNH LÀM VẬT 
LIỆU XỬ LÍ MỘT SỐ CHẤT ĐỘC TỒN TẠI DƯỚI DẠNG 
ION TRONG NƯỚC 
Chuyên ngành: Kĩ thuật môi trường 
Mã số: 9 52 03 20 
LUẬN ÁN TIẾN SỸ CHUYÊN NGÀNH KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
1. PGS. TS. Trần Hồng Côn 
 2. TS. Phương Thảo 
Hà Nội – 2020 
 LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và không trùng 
lặp với bất kỳ công trình khoa học nào khác. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án 
là trung thực và chưa sử dụng để bảo vệ một học vị nào, chưa được ai công bố trong 
bất kỳ một công trình nghiên cứu nào. 
Tác giả luận án 
Phạm Thị Hải Thịnh 
LỜI CẢM ƠN 
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành, sâu sắc, sự kính trọng tới PGS.TS. 
Trần Hồng Côn - người Thầy đã tận tâm hướng dẫn khoa học, định hướng nghiên 
cứu, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện 
luận án. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn TS. Phương Thảo đã tận tình chỉ dẫn, giúp 
đỡ tôi về khoa học và định hướng nghiên cứu trong suốt quá trình tôi thực hiện luận 
án. 
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường, Lãnh đạo 
phòng Công nghệ xử lí nước cùng các đồng nghiệp phòng Công nghệ xử lí nước – 
Viện Công nghệ môi trường đã tạo điều kiện về mọi mặt, động viên và đóng góp 
các ý kiến quý báu về chuyên môn trong suốt quá trình tôi thực hiện và bảo vệ Luận 
án. Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể cán bộ của Phòng thí nghiệm Hóa môi trường 
– Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học tự nhiên đã quan tâm giúp đỡ và đã 
tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất cho tôi trong suốt quá trình nghiên 
cứu. 
Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo và cán bộ Khoa Công nghệ môi trường, 
Học viện Khoa học và Công nghệ đã giúp đỡ tôi mọi thủ tục cần thiết trong quá 
trình hoàn thành Luận án. 
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, người thân đã 
luôn chia sẻ, động viên và giúp đỡ tôi vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình 
thực hiện Luận án. 
MỤC LỤC 
MỤC LỤC ................................................................................................................... v 
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................... viii 
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. ix 
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. xi 
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ....................................................................................... 5 
1.1. Hiện trạng ô nhiễm amoni, asen, kim loại nặng trongnước ngầm và các 
nghiên cứu, ứng dụng trong nước về xử lí amoni, asen .......................................... 5 
1.1.1. Hiện trạng ô nhiễm amoni, asen và kim loại nặng trong nước ngầm ........ 5 
1.1.2. Các nghiên cứu, ứng dụng trong nước về xử lí amoni, asen trong nước 
ngầm ..................................................................................................................... 7 
1.1.2.1. Các nghiên cứu, ứng dụng xử lí amoni trong nước ngầm ................... 7 
1.1.2.2. Các nghiên cứu, ứng dụng xử lí asen trong nước ngầm .................... 11 
1.2. Tổng quan về than hoạt tính ........................................................................... 14 
1.2.1. Khái niệm chung về than hoạt tính và tiềm năng ứng dụng trong môi 
trường ................................................................................................................. 14 
1.2.2. Đặc tính của than hoạt tính ....................................................................... 16 
1.2.2.1. Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính.............................................. 16 
1.2.2.2. Cấu trúc hóa học của bề mặt than hoạt tính ....................................... 18 
1.2.3. Biến đổi bề mặt than hoạt tính ................................................................. 21 
1.2.4. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về biến tính than hoạt tính bằng các 
tác nhân oxi hóa .................................................................................................. 26 
1.3. Tổng quan về hấp phụ và trao đổi ion ............................................................ 36 
1.3.1. Tổng quan về hấp phụ .............................................................................. 36 
1.3.1.1. Phân loại đường đẳng nhiệt hấp phụ .................................................. 36 
1.3.1.2. Kĩ thuật hấp phụ động ........................................................................ 38 
1.3.2. Tổng quan về trao đổi ion ........................................................................ 41 
1.3.2.1. Cơ sở lí thuyết của quá trình trao đổi ion........................................... 41 
1.3.2.2. Nguyên tắc cơ bản của phản ứng trao đổi ion .................................... 42 
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 44 
2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 44 
2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ........................................................ 44 
2.3. Phương pháp thực nghiệm .............................................................................. 45 
2.3.1. Phương pháp oxi hóa than hoạt tính ......................................................... 45 
2.3.1.1. Oxi hóa than hoạt tính bằng HNO3 và trung hòa bề mặt bằng NaOH
 ......................................................................................................................... 45 
2.3.1.2. Oxi hóa than bằng KMnO4 ................................................................ 47 
2.3.1.3. Oxi hóa than bằng K2Cr2O7 ............................................................... 47 
2.3.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ của than biến tính trong điều kiện tĩnh .... 48 
2.3.3. Nghiên cứu khả năng trao đổi ion /hấp phụ của than oxi hóa trên mô hình 
động .................................................................................................................... 49 
2.3.4. Nghiên cứu khả năng tái sinh của than sau hấp phụ ................................ 50 
2.3.5. Phương pháp gắn Mn2+ và Fe3+ trên than biến tính .................................. 50 
2.4. Các phương pháp xác định đặc trưng bề mặt của vật liệu .............................. 51 
2.5. Phương pháp phân tích ................................................................................... 53 
2.6. Phương pháp tính toán .................................................................................... 54 
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 56 
3.1. Kết quả oxi hóa than hoạt tính bằng các tác nhân oxi hóa khác nhau ............ 56 
3.1.1. Các vật liệu thu được sau oxi hóa và xử lí bề mặt ................................... 56 
3.1.2. Đặc trưng bề mặt vật liệu trước và sau oxi hóa ........................................ 58 
3.1.2.1. Kết quả hình thái học và thành phần các nguyên tố của than hoạt tính 
và than oxi hóa ................................................................................................ 58 
3.1.2.2. Kết quả xác định phổ hồng ngoại (FTIR) .......................................... 60 
3.1.2.3. Kết quả xác định diện tích bề mặt riêng ............................................ 64 
3.1.2.4. Kết quả chuẩn độ Boehm và xác định giá trị pHpzc ........................... 67 
3.1.2.5. Định lượng dung lượng khử của than khi oxi hóa bằng KMnO4 và 
K2Cr2O7 ........................................................................................................... 71 
3.2. Khả năng trao đổi ion của than oxi hóa bằng HNO3, KMnO4, K2Cr2O7 với 
NH4+ ....................................................................................................................... 73 
3.2.1. Khả năng trao đổi của than oxi hóa bằng HNO3 với NH4+ ...................... 73 
3.2.1.1. Ảnh hưởng của điều kiện biến tính than đến khả năng trao đổi với 
NH4+ ................................................................................................................ 73 
3.2.1.2. Khả năng trao đổi ion của than OAC14 và OAC10-4Navới NH4+ ......... 76 
3.3.2. Khả năng trao đổi ion của than oxi hóa bằng KMnO4 với NH4+ ............. 78 
3.3.3. Khả năng trao đổi ion của than oxi hóa bằng K2Cr2O7 với NH4+ ............ 79 
3.3. Khả năng trao đổi ion của than oxi hóa bằng HNO3và xử lí bề mặt bằng 
NaOH đối với các cation hóa trị 2 và 3 trên mô hình tĩnh ..................................... 81 
3.3.1. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc ............................................................ 81 
3.3.2. Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ/trao đổi .................................. 84 
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion đầu vào đến khả năng hấp phụ/trao đổi ...... 88 
3.4. Khả năng trao đổi của than biến tính với NH4+ trên mô hình động ................ 96 
3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ amoni đầu vào .................................................. 97 
3.4.2. Ảnh hưởng của lưu lượng dòng vào ......................................................... 97 
3.4.3. Ảnh hưởng của chiều cao cột than ........................................................... 98 
3.4.4. Động học trao đổi theo các mô hình hấp phụ động ................................ 101 
3.5. Khả năng tái sinh của than hoạt tính sau khi trao đổi với NH4+ ................... 101 
3.5.1. Tái sinh trên mô hình tĩnh ...................................................................... 101 
3.5.2. Tái sinh trên mô hình động .................................................................... 103 
3.6. Gắn kim loại lên than oxi hóa và ứng dụng xử lí As trong nước ................. 105 
3.6.1. Đặc trưng của than oxi hóa sau khi gắn Mn và Fe ................................. 106 
3.6.2. Kết quả hấp phụ As của vật liệu than oxi hóa gắn Mn và Fe ................. 110 
3.6.2.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ As(III) và As(V) ........... 110 
3.6.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ As đầu vào và hàm lượng Mn, Fe mang lên 
than oxi hóa đến khả năng hấp phụ As(III) ................................................... 111 
3.6.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ As đầu vào và hàm lượng Fe, Mn gắn trên 
than đến khả năng hấp phụ As(V) ................................................................. 114 
3.7. Ứng dụng trong xử lí nước chứa Cr(VI), amoni ........................................... 116 
3.7.1. Khả năng xử lí Cr(VI) của than hoạt tính trên mô hình động ................ 116 
3.7.2. Ứng dụng xử lí amoni trong nước cấp ................................................... 120 
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 123 
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ....................................................... 124 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ ..................................................... 125 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 126 
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 
Chữ viết tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh 
AC Than hoạt tính Activated carbon 
SEM Hiển vi điện tử quét Scanning Electron 
Microscopy 
IR Quang phổ hồng ngoại Ingrared Spectroscopy 
BET Phương pháp đo diện tích bề mặt 
riêng BET 
Brunauer – Emmett – 
Teller 
ASTM Tiêu chuẩn thử nghiệm vật liệu của 
Hiệp hội Mỹ 
American Society for 
Testing And Materials 
EDX Phổ năng lượng tán xạ tia X Energy-dispersive X-ray 
spectroscopy 
pHpzc Giá trị pH tại điểm trung hòa điện 
tích 
Point of zero charge 
TLTK Tài liệu tham khảo 
QCVN Quy chuẩn Việt Nam 
BYT Bộ y tế 
DANH MỤC BẢNG 
Bảng 1.1. Đặc tính than hoạt tính được sản xuất từ các nguồn gốc khác nhau [24] . 15 
Bảng 1.2. Thuận lợi và bất lợi của các phương pháp biến tính than hoạt tính ......... 22 
Bảng 1.3. Mối tương quan của RL và dạng mô hình [94] ......................................... 37 
Bảng 4. 3.1. Bảng tổng kết các mẫu than thu được sau oxi hóa bằng HNO3 và xử lí 
bề mặt bằng NaOH .................................................................................................... 56 
Bảng 5 3.2. Thành phần các nguyên tố của than hoạt tính và than oxi hóa .............. 58 
Bảng 6 3.3. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của than hoạt tính và than biến tính 61 
Bảng 7 3.4. Bề mặt riêng và đặc trưng mao quản của than trước và sau oxi hóa ..... 64 
Bảng 8 3.5. Bề mặt riêng và đặc trưng mao quản của than trước và sau oxi hóa bằng 
các tác nhân khác nhau .............................................................................................. 65 
Bảng 9 3.6. Kết quả chuẩn độ Boehm của than oxi hóa bằng HNO3 ....................... 67 
Bảng 10 3.7. Kết quả chuẩn độ Boehm và pHpzc của than oxi hóa .......................... 69 
Bảng 11 3.8. Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ NH4+ của mẫu than oxi hóa bằng 
HNO3 với thời gian khác nhau theo Langmuir ......................................................... 74 
Bảng 12 3.9. Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ NH4+ của mẫu than OAC10-4 và 
OAC10-4Na theo Langmuir .......................................................................................... 78 
Bảng 13 3.10. Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ NH4+ của mẫu than ACKMnO4 và 
OACKMnO4-Na theo Langmuir ..................................................................................... 79 
Bảng 14 3.11. Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ NH4+ của mẫu than ACK2Cr2O7 và 
than OACK2Cr2O7-Na theo Langmuir............................................................................ 80 
Bảng 15 3.12. Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ NH4+ theo Langmuir và Freundlich
 ................................................................................................................................... 91 
Bảng 16 3.13. Một số nghiên cứu khả năng hấp phụ NH4+ của than hoạt tính ......... 92 
Bảng 17 3.14. Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ Ca2+ theo Langmuir và Freundlich
 ................................................................................................................................... 93 
Bảng 18 3.15. Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ Cr3+ theo Langmuir và Freundlich
 ......................................................................................... ... 
and its effects on the adsorption of VOCs exemplified by methylethylketone 
and benzene,” Chemosphere, vol. 47, no. 3, pp. 267–275, 2002. 
[72] H.Vandés, M. Sánchez-Polo, J. Rivera-Utrilla, C. A. Zaror, “Effect of Ozone 
Treatment on Surface Properties of Activated Carbon,” Langmuir, vol. 18, pp. 
2111–2116, 2002. 
[73] Kunio Kawamoto, Kengo Ishimaru, Yuji Imamura, “Reactivity of wood 
charcoal with ozone,” Japan Wood Res. Soc., vol. 51, pp. 66–72, 2005. 
[74] S. Park and S. Jin, “Effect of ozone treatment on ammonia removal of 
activated carbons,” Sci. Direct, vol. 286, pp. 417–419, 2005. 
[75] A. A. M. Daifullah, S. M. Yakout, and S. A. Elreefy, “Adsorption of fluoride 
in aqueous solutions using KMnO4-modified activated carbon derived from 
steam pyrolysis of rice straw,” J. Hazard. Mater., vol. 147, no. 1–2, pp. 633–
643, 2007. 
133 
[76] S. Mopoung and T. Bunterm, “KMnO4 modified carbon prepared from waste 
of pineapple leaf fiber production processing for removal of ferric ion from 
aqueous solution,” Am. J. Appl. Sci., vol. 13, no. 6, pp. 814–826, 2016. 
[77] N. chuan Feng, W. Fan, M. lin Zhu, and G. X. Yi, “Adsorption of Cd2+ in 
aqueous solutions using KMnO4-modified activated carbon derived from 
Astragalus residue,” Trans. Nonferrous Met. Soc. China (English Ed., vol. 28, 
no. 4, pp. 794–801, 2018. 
[78] J. Zhang, “Phenol Removal from Water with Potassium Permanganate 
Modified Granular Activated Carbon,” J. Environ. Prot. (Irvine,. Calif)., vol. 
4, no. May, pp. 411–417, 2013. 
[79] E. Deliyanni, T. J. Bandosz, and K. A. Matis, “Impregnation of activated 
carbon by iron oxyhydroxide and its effect on arsenate removal,” J. Chem. 
Technol. Biotechnol., vol. 88, no. 6, pp. 1058–1066, 2013. 
[80] T. Raychoudhury, F. Schiperski, and T. Scheytt, “Distribution of iron in 
activated carbon composites: Assessment of arsenic removal behavior,” 
Water Sci. Technol. Water Supply, vol. 15, no. 5, pp. 990–998, 2015. 
[81] M. R. Yu, Y. Y. Chang, and J. K. Yang, “Application of activated carbon 
impregnated with metal oxides to the treatment of multi-contaminants,” 
Environ. Technol. (United Kingdom), vol. 33, no. 14, pp. 1553–1559, 2012. 
[82] C. K. Ahn, D. Park, S. H. Woo, and J. M. Park, “Removal of cationic heavy 
metal from aqueous solution by activated carbon impregnated with anionic 
surfactants,” J. Hazard. Mater., vol. 164, no. 2–3, pp. 1130–1136, 2009. 
[83] B. Agarwal, P. K. Thakur, and C. Balomajumder, “Use of Iron-Impregnated 
Granular Activated Carbon for Co-Adsorptive Removal of Phenol and 
Cyanide: Insight Into Equilibrium and Kinetics,” Chem. Eng. Commun., vol. 
200, no. 9, pp. 1278–1292, 2013. 
[84] R. Sandoval, A. M. Cooper, K. Aymar, A. Jain, and K. Hristovski, “Removal 
of arsenic and methylene blue from water by granular activated carbon media 
impregnated with zirconium dioxide nanoparticles,” J. Hazard. Mater., vol. 
193, pp. 296–303, 2011. 
[85] S. Wang et al., “Manganese oxide-modified biochars: Preparation, 
134 
characterization, and sorption of arsenate and lead,” Bioresour. Technol., vol. 
181, pp. 13–17, 2015. 
[86] Lê Văn Khu, Đặng Văn Cử, Lương Thị Thủy, “Nghiên cứu tính chất than hấp 
phụ BTX của than hoạt tính Trà Bắc,” Tạp chí hóa học, vol. 53, no. 4E2, pp. 
74–80, 2015. 
[87] Nguyễn Thị Thanh Hải, “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ mới trên cơ sở 
biến tính than hoạt tính và ứng dụng xử lý thủy ngân trong môi trường nước, 
không khí.” Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và 
Công nghệ Việt Nam, Hà Nội, 2017. 
[88] Trịnh Xuân Đại, “Nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử 
lý amoni và kim loại trong nước.” Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại 
học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, 2011. 
[89] Nguyễn Vân Hương, “Nghiên cứu biến tính bề mặt than hoạt tính Trà Bắc và 
khảo sát khảo sát khả năng hấp phụ một số phẩm màu trong nước thải dệt 
nhuộm,” Quản lý tài nguyên rừng và môi trường, vol. 1, pp. 56–60, 2017. 
[90] Thu Thuy Luong Thi, Le Van Khu, “Adsorption behavior of Pb (II) in 
aqueous solution using coffee husk-based activated carbon modified by nitric 
acid,” Am. J. Eng. Res., vol. 5, no. 4, pp. 120–129, 2016. 
[91] Bùi Minh Quý, “Nghiên cứu tổng hợp compozit PANi và các phụ phẩm nông 
nghiệp để xử lý các kim loại nặng Pb(II), Cr(VI) và Cd(II),” Luận án tiến sỹ. 
Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ 
Việt Nam, Hà Nội, 2015. 
[92] Y. S. Ho and G. Mckay, “A comparison of chemisorption kinetic models 
applied to pollutant removal on various sorbents,” Trans IChemE, vol. 76, pp. 
332–340, 1998. 
[93] G. P. Jeppu and T. P. Clement, “A modified Langmuir-Freundlich isotherm 
model for simulating pH-dependent adsorption effects,” J. Contam. Hydrol., 
vol. 129–130, pp. 46–53, 2012. 
[94] Y. Ho and A. E. Ofomaja, “Pseudo-second-order model for lead ion sorption 
from aqueous solutions onto palm kernel fiber,” J. Hazard. Mater., vol. B129, 
pp. 137–142, 2006. 
135 
[95] Z. Aksu and F. Gönen, “Biosorption of phenol by immobilized activated 
sludge in a continuous packed bed: Prediction of breakthrough curves,” 
Process Biochem., vol. 39, no. 5, pp. 599–613, 2004. 
[96] Lê Văn Cát, Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lí nước và nước thải. 
Hà Nội: Nhà xuất bản thống kê, 2002. 
[97] P. Vassileva, P. Tzvetkova, and R. Nickolov, “Removal of ammonium ions 
from aqueous solutions with coal-based activated carbons modified by 
oxidation,” Fuel, vol. 88, no. 2, pp. 387–390, 2008. 
[98] F. Liu et al., “Efficient static and dynamic removal of Sr(II) from aqueous 
solution using chitosan ion-imprinted polymer functionalized with 
dithiocarbamate,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 3, no. 2, pp. 1061–1071, 2015. 
[99] M. Goyal and M. Bhagat, “Dynamic adsorption of Pb(II) ions from aqueous 
solution using activated carbon beds,” Indian J. Eng. Mater. Sci., vol. 17, no. 
5, pp. 367–372, 2010. 
[100] Inamuddin, Mohammad Luqman, Ion Exchange Technology 1 - Theory and 
Materials. 2012. 
[101] W. Wu et al., “Influence of pyrolysis temperature on lead immobilization by 
chemically modified coconut fiber-derived biochars in aqueous 
environments,” Environ. Sci. Pollut. Res., vol. 23, no. 22, pp. 22890–22896, 
2016. 
[102] S. M. Yakout, A. E. H. M. Daifullah, and S. A. El-reefy, “Pore Structure 
Characterization of Chemically Modified Biochar Derived From Rice Straw,” 
Environ. Eng. Manag. J., vol. 14, no. 2, pp. 473–480, 2015. 
[103] N. Fiol and I. Villaescusa, “Determination of sorbent point zero charge: 
Usefulness in sorption studies,” Environ. Chem. Lett., vol. 7, no. 1, pp. 79–84, 
2009. 
[104] M. Kosmulski, “The pH-dependent surface charging and points of zero 
charge,” J. Colloid Interface Sci., vol. 253, pp. 77–87, 2002. 
[105] S. L. Goertzen, K. D. Thériault, A. M. Oickle, A. C. Tarasuk, and H. A. 
Andreas, “Standardization of the Boehm titration. Part I. CO2expulsion and 
endpoint determination,” Carbon N. Y., vol. 48, no. 4, pp. 1252–1261, 2010. 
136 
[106] R. B. Fidel, D. A. Laird, and M. L. Thompson, “Evaluation of Modified 
Boehm Titration Methods for Use with Biochars,” J. Environ. Qual., vol. 42, 
no. 6, p. 1771, 2013. 
[107] M. Eichelbaum, A. B. Siemer, R. J. Farrauto, and M. J. Castaldi, “The impact 
of urea on the performance of metal-exchanged zeolites for the selective 
catalytic reduction of NOx-Part II. Catalytic, FTIR, and NMR studies,” Appl. 
Catal. B Environ., vol. 97, no. 1–2, pp. 98–107, 2010. 
[108] L. Wang et al., “Nitric acid-treated carbon fibers with enhanced 
hydrophilicity for Candida tropicalis immobilization in xylitol fermentation,” 
Materials (Basel)., vol. 9, no. 3, pp. 119–123, 2016. 
[109] B. Saha, M. H. Tai, and M. Streat, “Study of activated carbon after oxidation 
and subsequent treatment Characterization,” Trans IChemE, vol. 79, pp. 211–
217, 2001. 
[110] G. Huang, J. X. Shi, and T. A. G. Langrish, “Removal of Cr(VI) from 
aqueous solution using activated carbon modified with nitric acid,” Chem. 
Eng. J., vol. 152, no. 2–3, pp. 434–439, 2009. 
[111] J. Jaramillo, P. M. Álvarez, and V. Gómez-Serrano, “Oxidation of activated 
carbon by dry and wet methods surface chemistry and textural 
modifications,” Fuel Process. Technol., vol. 91, no. 11, pp. 1768–1775, 2010. 
[112] X. Lu, J. Jiang, K. Sun, X. Xie, and Y. Hu, “Surface modification, 
characterization and adsorptive properties of a coconut activated carbon,” 
Appl. Surf. Sci., vol. 258, no. 20, pp. 8247–8252, 2012. 
[113] D. Borah, S. Satokawa, S. Kato, and T. Kojima, “Surface-modified carbon 
black for As(V) removal,” J. Colloid Interface Sci., vol. 319, no. 1, pp. 53–
62, 2008. 
[114] Z. L. Deng, M. N. Liang, H. H. Li, and Z. J. Zhu, “Advances in preparation of 
modified activated carbon and its applications in the removal of chromium 
(VI) from aqueous solutions,” IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., vol. 39, no. 
1, 2016. 
[115] L. Y. Zhang, H. Y. Zhang, W. Guo, and Y. L. Tian, “Sorption characteristics 
and mechanisms of ammonium by coal by-products: Slag, honeycomb-cinder 
137 
and coal gangue,” Int. J. Environ. Sci. Technol., vol. 10, no. 6, pp. 1309–
1318, 2013. 
[116] N. Salgado-Gómez, M. G. Macedo-Miranda, and M. T. Olguín, “Chromium 
VI adsorption from sodium chromate and potassium dichromate aqueous 
systems by hexadecyltrimethylammonium-modified zeolite-rich tuff,” Appl. 
Clay Sci., vol. 95, pp. 197–204, 2014. 
[117] L. M. Le Leuch and T. J. Bandosz, “The role of water and surface acidity on 
the reactive adsorption of ammonia on modified activated carbons,” Sci. 
Direct, vol. 45, pp. 568–578, 2007. 
[118] A. A. Halim, M. T. Latif, and A. Ithnin, “Ammonia Removal from Aqueous 
Solution Using Organic Acid Modified Activated Carbon,” World Appl. Sci. 
J., vol. 24, no. 1, pp. 1–6, 2013. 
[119] X. Cui, H. Hao, C. Zhang, Z. He, and X. Yang, “Capacity and mechanisms of 
ammonium and cadmium sorption on different wetland-plant derived 
biochars,” Sci. Total Environ., vol. 539, pp. 566–575, 2016. 
[120] T. M. Vu et al., “Removing ammonium from water using modified corncob-
biochar,” Sci. Total Environ., vol. 579, pp. 612–619, 2017. 
[121] J. Rivera-Utrilla and M. Sánchez-Polo, “Adsorption of Cr(III) on ozonised 
activated carbon. Importance of Cπ - Cation interactions,” Water Res., vol. 
37, no. 14, pp. 3335–3340, 2003. 
[122] D. Karadag, E. Akkaya, A. Demir, A. Saral, M. Turan, and M. Ozturk, 
“Ammonium Removal from Municipal Landfill Leachate by Clinoptilolite 
Bed Columns : Breakthrough Modeling and Error Analysis,” Ind. Eng. Chem. 
Res., vol. 47, pp. 9552–9557, 2008. 
[123] S. Kizito, S. Wu, S. Mdondo, L. Guo, and R. Dong, “Evaluation of 
ammonium adsorption in biochar- fi xed beds for treatment of anaerobically 
digested swine slurry : Experimental optimization and modeling,” Sci. Total 
Environ., vol. 563–564, pp. 1095–1104, 2016. 
[124] S. H. Hasan, D. Ranjan, and M. Talat, “Agro-industrial waste ‘wheat bran’ 
for the biosorptive remediation of selenium through continuous up-flow 
fixed-bed column,” J. Hazard. Mater., vol. 181, no. 1–3, pp. 1134–1142, 
138 
2010. 
[125] K. B. Payne and T. M. Abdel-Fattah, “Adsorption of arsenate and arsenite by 
iron-treated activated carbon and zeolites: Effects of pH, temperature, and 
ionic strength,” J. Environ. Sci. Heal. - Part A Toxic/Hazardous Subst. 
Environ. Eng., vol. 40, no. 4, pp. 723–749, 2005. 
[126] M. Jang, W. F. Chen, F. S. Cannon, “Preloading Hydrous Ferric Oxide into 
Granular Activated Carbon for Arsenic Removal,” Environ. Sci. Technol, vol. 
42, pp. 3369–3374, 2008. 
[127] D. W. Oscarson, P. M. Huang, and W. K. Liaw, “Role of manganese in the 
oxidation of arsenite by freshwater lake sediments,” Clays Clay Miner., vol. 
29, no. 3, pp. 219–225, 1981. 
[128] Y. Y. Chang, K. S. Kim, J. H. Jung, J. K. Yang, and S. M. Lee, “Application 
of iron-coated sand and manganese-coated sand on the treatment of both 
As(III) and As(V),” Water Sci. Technol., vol. 55, no. 1–2, pp. 69–75, 2007. 
[129] Y. Y. Chang, K. H. Song, and J. K. Yang, “Removal of As(III) in a column 
reactor packed with iron-coated sand and manganese-coated sand,” J. Hazard. 
Mater., vol. 150, no. 3, pp. 565–572, 2008. 
[130] E. Deliyanni and T. J. Bandosz, “Importance of carbon surface chemistry in 
development of iron-carbon composite adsorbents for arsenate removal,” J. 
Hazard. Mater., vol. 186, no. 1, pp. 667–674, 2011. 
[131] L. Zeng, “A method for preparing silica-containing iron(III) oxide adsorbents 
for arsenic removal,” Water Res., vol. 37, pp. 4351–4358, 2003. 
[132] P. Mondal, C. B. Majumder, and B. Mohanty, “Effects of adsorbent dose, its 
particle size and initial arsenic concentration on the removal of arsenic, iron 
and manganese from simulated ground water by Fe3+impregnated activated 
carbon,” J. Hazard. Mater., vol. 150, no. 3, pp. 695–702, 2008. 
[133] D. Mohan and C. U. Pittman, “Activated carbons and low cost adsorbents for 
remediation of tri- and hexavalent chromium from water,” vol. 137, pp. 762–
811, 2006. 
[134] K. K. Krishnani and S. Ayyappan, “Heavy Metals Remediation of Water 
Using Plants and Lignocellulosic Agrowastes,” Rev Env. Contam Toxicol, 
139 
vol. 188, pp. 59–84, 2006. 
[135] J. Lee, M. Kim, and Y. Lee, “Selective Removal of Cr ( VI ) and Cr ( III ) in 
Aqueous Solution by Surface Modified Activated Carbon,” Carbon Lett., vol. 
9, no. 1, p. pp 23-27, 2008. 
[136] M. Owlad, M. K. Aroua, and W. M. A. Wan Daud, “Hexavalent chromium 
adsorption on impregnated palm shell activated carbon with 
polyethyleneimine,” Bioresour. Technol., vol. 101, no. 14, pp. 5098–5103, 
2010. 
[137] S. Babel and T. A. Kurniawan, “Cr(VI) removal from synthetic wastewater 
using coconut shell charcoal and commercial activated carbon modified with 
oxidizing agents and/or chitosan,” Chemosphere, vol. 54, no. 7, pp. 951–967, 
2004. 
[138] S. X. Liu, X. Chen, X. Y. Chen, Z. F. Liu, and H. L. Wang, “Activated carbon 
with excellent chromium(VI) adsorption performance prepared by acid-base 
surface modification,” J. Hazard. Mater., vol. 141, no. 1, pp. 315–319, 2007. 
[139] M. Pang, L. Xu, N. Kano, and H. Imaizumi, “Adsorption of chromium (VI) 
onto activated carbon modified with KMnO4,” J. Chem. Eng., vol. 9, pp. 
280–287, 2015. 
[140] R. Leyva Ramos, A. Juarez Martinez, R. M. Guerrero Coronado, “Adsorption 
of chromium(VI) from aqueous solutions on activated carbon,” Water Sci. 
Technol., vol. 30, no. 9, pp. 191–197, 1994. 
[141] P. L. C. Z. Reddad, C. Gerente, Y. Andres, “Mechanisms of Cr(III) and 
Cr(VI) removal from aqueous solutions by sugar beet pulp,” Environ. 
Technol., vol. 24, pp. 257–264, 2008. 
[142] J. Lakatos, S. D. Brown, and C. E. Snape, “Coals as sorbents for the removal 
and reduction of hexavalent chromium from aqueous waste streams,” Fuel, 
vol. 81, pp. 691–698, 2002.