Bachelor's Thesis

Lignite as a potential source of corrosion inhibitors for magnesium materials

Final Thesis 2.58 MB

Author of thesis: Bc. Daniel Kohoutek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Leoš Doskočil, Ph.D.

Reviewer: Ing. Martin Buchtík, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the extraction of organic substances through chemical modifications of lignite and their use as corrosion inhibitors for AZ31 alloy. For the preparation of solutions used in corrosion tests, lignite was oxidized by hydrogen peroxide for different oxidation times and subjected to alkaline extraction using NaOH. The prepared solutions were characterized by using FTIR and UV-VIS spectroscopy to evaluate their chemical structure. To assess the inhibition efficiency of these solutions, immersion tests and potentiodynamic polarization measurements were done in a 0,9% NaCl environment. The alloy surfaces and created corrosion products after immersion tests were then analyzed using SEM-EDS. Metallographic cross sections were prepared to evaluate the progression of corrosion. The results show that the presence of organic compounds in prepared solutions led to a reduction in the corrosion rate compared to the reference environment. The highest inhibition efficiency was observed for the solution prepared by lignite oxidation for 12 hours, where it reached 96,2 %.

Keywords:

Magnesium alloy AZ31, lignite, corrosion, corrosion inhibitors, 0,9% NaCl

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student při obhajobě práce Lignit jako potenciální zdroj korozních inhibitorů pro hořčíkové materiály komisi nejdříve vysvětlil problematiku hořčíku možnosti chemické úpravy hořčíku. V experimentální části ukázal výsledky UV-VIS spektrometrie, ponorových testů, SEM-EDS měření a potenciodynamické polarizace. Po závěrečném shrnutí byl student komisí vyzván k odpovědím na otázky oponenta: 1) Jak mohou změny aromaticity, velikosti molekul a přítomnost polárních skupin ovlivňovat inhibiční účinek látek z lignitu na Mg? Resp. proč jsou UV-VIS parametry relevantní pro korozi Mg? 2) Na základě čeho u metalografických výbrusů usuzujete, že zvýšený obsah kyslíku souvisí s tvorbou organické vrstvy? Nemůže kyslík pocházet především z oxidů, hydroxidů, příp. uhličitanů? 3) Lze pomocí EDS analýzy jednoznačně určit původ manganu detekovaného na povrchu? Pokud by mangan pocházel ze slitiny AZ31 a jeho přítomnost souvisela s rozpouštěním Mg během koroze, bylo by možné očekávat vyšší obsah Mn u více korozně napadených vzorků. Proč je tedy nejvyšší obsah Mn pozorován (Obr. 15-20) u vzorků po 4 h a 12 h oxidace, u kterých byla koroze naopak nižší? Jakými metodami by bylo možné ověřit, zda mangan je v roztocích a nepochází ze zbytků MnO2 použitých při přípravě roztoků? 1) Jak si vysvětlujete výsledky potenciodynamické polarizace? 2) Jak je to se soudržností materiálu na povrchu? Na položené otázky student výborně odpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Materials Science

Study programme

Chemistry and Technology of Materials (BPCP_CHTM)

Composition of Committee

doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (člen)
Ing. Lucie Keršnerová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Másilko, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Leoš Doskočil, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá získáváním organických látek z lignitu pomocí chemických úprav a jejich následným využitím jako inhibitorů koroze pro hořčíkovou slitinu AZ31. Práce propojuje problematiku využití přírodních organických látek s ochranou kovových materiálů proti korozi a současně přispívá k hledání environmentálně příznivějších korozních inhibitorů. Jedná se o pionýrskou práci, která otvírá otázky a směry pro další výzkum.  Teoretická část práce poskytuje základní přehled o korozním chování hořčíkových slitin, principech korozní inhibice a vlastnostech huminových a lignitových látek. Student prokázal schopnost orientace v odborné literatuře a zpracování poznatků do ucelené formy.  V rámci experimentální části si osvojil postupy používané v metalografické laboratoři a metody korozního hodnocení, včetně měření metodou potenciodynamické polarizace. Dále se seznámil se spektroskopickými metodami, např. FTIR a UV-Vis spektroskopií. Získané výsledky se snažil interpretovat a diskutovat; hlubší využití odborné literatury při jejich interpretaci by však bylo přínosné.  Student během řešení práce přistupoval k experimentální činnosti samostatně, zodpovědně a aktivně. Pravidelně konzultoval dosažené výsledky, projevoval zájem o řešenou problematiku a svědomitě plnil zadané úkoly.
Evaluation criteria Grade
Quality of the Results A
Interpretation and Discussion of the Results B
Conclusions and Their Formulation A
Use of Consultations during the Preparation of the Thesis A
Overall Approach to the Assigned Tasks A
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Study and Processing of the Literature A
Use of Knowledge Gained from the Literature B

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Martin Buchtík, Ph.D.

Student Daniel Kohoutek se ve své bakalářské práci zabývá využitím lignitu jako potenciálního zdroje korozních inhibitorů pro hořčíkové materiály. Zvolené téma považuji za aktuální a přínosné z hlediska korozního inženýrství i využití environmentálně šetrných inhibitorů koroze. Teoretická část práce je zpracována přehledně a v dostatečné hloubce. Student prokázal dobrou orientaci v odborné literatuře a vhodně shrnul problematiku hořčíkových materiálů, koroze i vlastností lignitu. Experimentální část je metodicky dobře koncipovaná a využívá vhodnou kombinaci analytických metod. Oceňuji zejména snahu o propojení výsledků jednotlivých metod a jejich interpretaci v souvislosti s možným inhibičním účinkem připravených produktů. Pozitivně hodnotím také to, že student neusiluje pouze o popis výsledků, ale snaží se diskutovat možné mechanismy probíhajících procesů a porovnávat vlastní výsledky s literaturou. Přestože některé interpretace mají spíše charakter hypotéz a bylo by vhodné je v budoucnu potvrdit dalšími analytickými metodami, je tento přístup u bakalářské práce zcela odpovídající. Práce je zpracována na velmi dobré úrovni, splňuje požadavky kladené na bakalářskou práci, a proto ji doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Logical Structure of the Thesis A
Quality of the Results A
Interpretation and Discussion of the Results A
Use of Literature and Citations A
Language Quality A
Overall Formal Quality of the Thesis A
Conclusions and Their Formulation A
Topics for thesis defence:
  1. Jak mohou změny aromaticity, velikosti molekul a přítomnost polárních skupin ovlivňovat inhibiční účinek látek z lignitu na Mg? Resp. proč jsou UV-VIS parametry relevantní pro korozi Mg?
  2. Na základě čeho u metalografických výbrusů usuzujete, že zvýšený obsah kyslíku souvisí s tvorbou organické vrstvy? Nemůže kyslík pocházet především z oxidů, hydroxidů, příp. uhličitanů?
  3. Lze pomocí EDS analýzy jednoznačně určit původ manganu detekovaného na povrchu? Pokud by mangan pocházel ze slitiny AZ31 a jeho přítomnost souvisela s rozpouštěním Mg během koroze, bylo by možné očekávat vyšší obsah Mn u více korozně napadených vzorků. Proč je tedy nejvyšší obsah Mn pozorován (Obr. 15-20) u vzorků po 4 h a 12 h oxidace, u kterých byla koroze naopak nižší? Jakými metodami by bylo možné ověřit, zda mangan je v roztocích a nepochází ze zbytků MnO2 použitých při přípravě roztoků?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová