Lai gan nemodificētai granulētai aktīvajai oglei ir bagāta poru struktūra, tās virsmas funkcionālās grupas ir viena tipa, un tās saistīšanās spēja ar smago metālu joniem ir salīdzinoši vāja. Adsorbcijas spēju bieži ierobežo fiziskā adsorbcija. Pēdējos gados, izmantojot virsmas modifikācijas metodes, piemēram, ķīmisko oksidēšanu, metālu oksīdu iekraušanu un organisko ligandu potēšanu, granulētās aktivētās ogles virsmas ķīmiskās īpašības var ievērojami optimizēt, nodrošinot efektīvu veidu, kā uzlabot smago metālu adsorbcijas veiktspēju.
Ķīmiskā oksidācijas modifikācija ir viena no visbiežāk izmantotajām metodēm. Granulētu aktivēto ogli apstrādājot ar oksidētājiem, piemēram, slāpekļskābi un ūdeņraža peroksīdu, var ievadīt lielu skaitu skābekli -saturošu funkcionālo grupu. Šīs grupas apvienojas ar smago metālu joniem, izmantojot elektrostatiskās piesaistes un koordinācijas reakcijas. Piemēram, pēc kokosriekstu čaumalas aktivētās ogles oksidēšanas ar slāpekļskābi 5 mol/l, virsmas karboksilgrupu saturs palielinājās no 0,5 mmol/g līdz 2,3 mmol/g. Adsorbcijas process mainījās no dominējošās fiziskās adsorbcijas uz dominējošo ķīmisko adsorbciju, un adsorbcijas līdzsvara laiks tika saīsināts par 30%. Turklāt oksidācijas modifikācija var arī palielināt virsmas negatīvā lādiņa blīvumu un, izmantojot jonu apmaiņu, uzlabot katjonu selektīvo adsorbciju.
Metāla oksīdu iekraušana maina materiālu, ieviešot metāla aktīvās vietas ar augstu afinitāti uz granulētās aktīvās ogles virsmas, tādējādi izveidojot "porainas struktūras - metāla vietas" sinerģisku adsorbcijas sistēmu. Pētījumi liecina, ka noslogotās magnētiskās granulētās aktivētās ogles virsmas grupas var veidot ar to iekšējos kompleksus, kuru adsorbcijas spēja ir 126 mg/g, kas ir 4,2 reizes lielāka nekā nemodificētam paraugam. Turklāt to var ātri atdalīt un atgūt ārējā magnētiskā lauka ietekmē. Līdzīgi, iekrautās granulētās aktivētās ogles adsorbcijas spēja tiek palielināta līdz 98 mg/g. Tas ne tikai nodrošina redoksvietas, bet arī uzlabo ķīmiskās adsorbcijas efektu, izmantojot hidroksilgrupas.
Organisko ligandu potēšana modificēšanai ietver organisko molekulu ar specifiskām helātus veidojošām funkcijām fiksēšanu uz granulētas aktīvās ogles virsmas, izmantojot kovalentās saites, tādējādi panākot mērķtiecīgu smago metālu jonu adsorbciju. Piemēram, granulētas aktīvās ogles, kas potēta ar disulfiramātu, virsmā ir sēra funkcionālās grupas, kas ar to var veidot stabilus helātus ar adsorbcijas spēju līdz 210 mg/g un saglabājot stabilu adsorbcijas efektivitāti diapazonā. Tas atrisina problēmu, kas saistīta ar ievērojamu tradicionālo adsorbcijas materiālu adsorbcijas spējas kritumu stipros skābos apstākļos. Turklāt organisko ligandu telpiskā steriskā kavējošā iedarbība var samazināt ne-specifisko saistīšanos adsorbcijas vietās, uzlabojot mērķa smago metālu selektivitāti.
Tomēr virsmas modifikācijas arī saskaras ar izaicinājumiem: pārmērīga oksidēšanās var izraisīt poru struktūras sabrukumu, kā rezultātā samazinās īpatnējais virsmas laukums; pārmērīga metāla oksīdu slodze var izraisīt aglomerāciju, samazinot efektīvās aktīvās vietas; organisko ligandu potēšanas ātrumu ierobežo virsmas hidroksilgrupu skaits, un tas var arī izšķīst ilgstošas{0}}lietošanas laikā. Turpmākajos pētījumos jākoncentrējas uz modifikācijas procesa parametru optimizāciju, "daudzfunkcionālu sinerģisko modifikāciju" stratēģiju izstrādi un blīvuma funkcionālās teorijas aprēķinu apvienošanu, lai atklātu mijiedarbības mehānismu starp virsmas funkcionālajām grupām un smago metālu joniem, sniedzot teorētisku atbalstu efektīvu smago metālu adsorbcijas materiālu projektēšanai.