در قسمت اول این تحقیق، بررسی پتانسیومتری کمپلکس شدن لیگاند 1- ((3- ((2- هیدروکسی نفتالن-1- ایل)متیلن آمینو)- 2و2- دی متیل پروپیل آمینو)متیل)نفتالن- 2- ال (hmdmn)، برهمکنش قوی را بین hmdmn و یون pb2+ نشان می دهد در حالیکه ثابت تشکیل آنها با استفاده از داده های پتانسیومتری مورد بررسی قرار گرفت. مناسب بودن hmdmn برای ساخت الکترود جدید یون سرب غشای pvc و تعیین پتانسیومتری آن مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر متغیر ها از قبیل اجزاء تشکیل دهنده غشا بهینه سازی می شود، pvc: :: dbp حامل: natpb : نسبت مولی natpb/حامل با درصد نسبت جرم 8/57 : 9/28 : 0/8 : 33/5 :83/0. در مقادیر بهینه از تمام متغیر ها پاسخ الکترود در محدوده غلظت 7-10×0/1 تا 1-10×0/1 مولار خطی و با حد تشخیص 7-10 ×0/4 مولار با شیب نرنستی 9/25 میلی ولت بر دهه غلظت است. اثر ph بر روی پاسخ الکترودهای گزینشگر یون در گستره (0/11-5/1) بررسی شد که با توجه به نتایج حاصل در محدوده ph (2/7-0/5) پاسخ الکترود مستقل از ph محلول نمونه می باشد. متوسط زمان مورد نیاز برای الکترودهای گزینشگر یون سرب حدود 10 ثانیه تعیین گردید و تکرارپذیری بیسار مناسبی داشت. الکترود ها در دوره زمانی 2 ماه بدون هیچ تغییر قابل ملاحظه ای در گستره غلظتی، شیب و زمان پاسخ قابل استفاده اند. انتخاب گری خوب نسبت به یون سرب در حضور بسیاری از فلزات قلیایی و قلیایی خاکی و یون های فلزی سنگین دارد. و حضور یون سرب در نمونه های آب و خاک استفاده شد. در قسمت دوم این تحقیق، نسبت به تهیه الکترود گزینشگر یون مس با استفاده از5- (4- بنزیل آکریل آمید)- 10، 15، 20- تریس(4- بنزیل آمین) پورفیرین ((bamidbamin)p) به عنوان یون پذیر در خمیر کربن در حضور سدیم تترا فنیل بورات (natpb) به عنوان افزودنی آنیونی اقدام گردید. پاسخ الکترود (شیب منحنی درجه بندی و گستره خطی) با ترکیب درصد بهینه کربن: natpb: نیوجل: حامل برابر(15/0: 8/1: 0/36: 0/7) وزنی یون دوست تعیین شد. در شرایط بهینه الکترود دارای پاسخ خطی در دامنه 8-10×0/1 تا 1-10×0/1 مولار با شیب 5/30 میلی ولت بر دهه غلظت و حد تشخیص پایین آن 8-10×0/5 مولار تعیین شد. همچنین الکترود خمیرکربن با ترکیب درصد بهینه کربن: natpb: نیوجل:حامل cnt: برابر (135: 8/1: 00/36: 0/15: 0/7) وزنی یون دوست دارای پاسخ خطی در دامنه 9-10×0/5 تا 1-10×0/1 مولار با شیب 5/29 میلی ولت بر دهه غلظت و حد تشخیص آن 9-10×0/4 مولار است. تأثیر ph محلول آزمایشی روی پاسخ حسگر مس در غلظت های 2-10×0/1 و 3-10×0/1 مولار یون مس در محدوده ph در دامنه 5/5-5/2 برای الکترود پیشنهادی به دست آمد. زمان پاسخ مورد نیاز برای الکترودهای گزینشگر یون مس حدود 2 ثانیه و برای الکترود خمیرکربن حاوی mwcnt کمتر از 2 ثانیه تعیین گردید. برای تعیین ضرایب گزینش پذیری از روش محلول مجزا(ssm) و روش غلظت یون مزاحم ثابت(fim) که بر اساس معادله نیمه تجربی نیکولسکی- آیزنمن بدست آمد. همچنین با استفاده از این الکترودها در چند نمونه مختلف آب چاه و رودخانه مقدار مس به روش افزایش استاندارد تعیین شد. در قسمت سوم تحقیق، جذب اسید رد 299 بر نانو ذرات طلای قرار گرفته بر روی کربن فعال در بستر جذب سطحی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این بخش نیز اثر پارامترهای مختلف شامل ph، مقدار جاذب، دما، اندازه ذرات جاذب، غلظت رنگ و زمان هم زدن مورد بررسی قرار گرفت. ایزوترم های جذبی فرندلیچ، تمکین و دوبینین- رادوشکویچ مورد بررسی قرار گرفت و صحت و دقت روش در شرایط بهینه بررسی گردید. پارامترهای ترمودینامیکی مختلف مانند انرژی آزاد گیپس، آنتروپی و آنتالپی محاسبه شدند. همچنین مدل های سینتیکی الویچ نفوذ درون ذره ای، سینتیک درجه اول و دوم مورد بررسی قرار گرفت. همان طور که نتایج نشان می دهد جذب رنگ های مذکور گرماگیر و خود به خودی است و حذف آنها بر روی کربن فعال از سینتیک درجه دوم تبعیت می کند.