(57)【要約】【課題】アンモニアスリップ性能とＮＯｘの浄化性能とのバランスに優れるアンモニア酸化触媒装置を提供すること。【解決手段】基材３と、第１触媒コート層１と、第２触媒コート層２と、を有し、第１触媒コート層１が、無機酸化物粒子ＭＯと、無機酸化物粒子ＭＯ上に担持されている触媒貴金属ＰＧＭと、を含み、第２触媒コート層２が、ＮＯｘ選択還元触媒ＳＣＲと、プロトンゼオライトＨ−Ｚｅｏｌｉｔｅと、を含み、かつ、第１触媒コート層１が基材３上に存在しており、第２触媒コート層２が第１触媒コート層１上に存在している、アンモニア酸化触媒装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、第１触媒コート層と、第２触媒コート層と、を有し、
前記第１触媒コート層が、無機酸化物粒子と、前記無機酸化物粒子上に担持されている触媒貴金属と、を含み、
前記第２触媒コート層が、ＮＯｘ選択還元触媒と、プロトンゼオライトと、を含み、かつ、
前記基材と、前記第１触媒コート層と、前記第２触媒コート層との位置関係が下記Ａ及びＢのいずれかである、アンモニア酸化触媒装置：
Ａ  前記第１触媒コート層が前記基材上に存在しており、かつ、
前記第２触媒コート層が前記第１触媒コート層上に存在していること；
Ｂ  排ガス流れの上流側では前記第２触媒コート層が前記基材上に存在しており、かつ、
排ガス流れの下流側では前記第１触媒コート層が前記基材上に存在していること。
【請求項２】
前記第２触媒コート層における前記プロトンゼオライトの含有量が、前記基材の容量１Ｌ当たり、２５０ｇ／Ｌ以下である、請求項１に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項３】
前記第２触媒コート層における前記プロトンゼオライトの含有量が、前記基材の容量１Ｌ当たり、１０ｇ／Ｌ以上１５０ｇ／Ｌ以下である、請求項２に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項４】
前記第２触媒コート層における前記ＮＯｘ選択還元触媒が、バナジウム及びタングステンから選択される１種又は２種以上の元素の酸化物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項５】
前記ＮＯｘ選択還元触媒が、鉄−バナジウム複合酸化物を含む、請求項４に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項６】
前記ＮＯｘ選択還元触媒が、タングステン−セリウム−チタン−ケイ複合酸化物を含む、請求項４に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項７】
前記第２触媒コート層における前記ＮＯｘ選択還元触媒の含有量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの金属酸化物換算質量として、５０ｇ／Ｌ以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項８】
前記第２触媒コート層における前記ＮＯｘ選択還元触媒の含有量が、前記基材の容量１Ｌ当たりの金属酸化物換算質量として、８０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下である、請求項７に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項９】
前記第１触媒コート層における触媒貴金属が、白金及びパラジウムから選択される１種又は２種である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項１０】
前記第１触媒コート層における無機酸化物粒子が、アルミナを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置。
【請求項１１】
排ガス流れの上流側から順に、ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置と、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置とを有する、排ガス浄化触媒システム。
【請求項１２】
排ガス流れの上流側から順に、ディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）装置と、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）装置と、ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置と、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置とを有する、排ガス浄化触媒システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア酸化触媒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン、希薄燃焼エンジン等からの排ガスに含まれるＮＯｘを、高い水準で浄化するための技術として、選択的触媒還元（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）が知られている。ＳＣＲは、排ガスに、アンモニア、又は尿素等のアンモニア前駆体を供給して、ＮＯＸ（通常、ＮＯ＋ＮＯ２）を、アンモニア（ＮＨ３）と触媒的に反応させて、窒素（Ｎ２）及び水（Ｈ２Ｏ）に変換することにより、ＮＯＸの浄化を行う技術である。
【０００３】
このようなＳＣＲを用いる排ガス浄化触媒装置については、精力的に研究されており、例えば、特許文献１〜６の技術が提案されている。
【０００４】
ＳＣＲ装置では、ＮＯｘの浄化に寄与せずに、装置から排出されるアンモニアが存在し得る。このようなアンモニアがそのまま大気中に放出されることを防ぐために、アンモニア酸化触媒装置が用いられている。アンモニア酸化触媒装置は、ＳＣＲ装置から排出されるアンモニアを酸化して除去する機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１６−５１１６８４号公報
【特許文献２】特表２０１６−５０４１８３号公報
【特許文献３】特開２０１６−４１４２８号公報
【特許文献４】特開２０１６−７３９７１号公報
【特許文献５】特表２０１０−５１９０３９号公報
【特許文献６】特表２０１８−５２７１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アンモニア酸化触媒装置では、アンモニアスリップ性能と、ＮＯｘの浄化性能とが、好適なバランスを示すように、アンモニアに対して適度の吸着能を有する吸着材料が用いられている。なお、本明細書において、アンモニアスリップ性能とは、アンモニアを酸化してＮ２及びＨ２Ｏに変換する機能をいう。
【０００７】
このことに関し、アンモニア酸化触媒装置における吸着材料のアンモニアの吸着能が低ければ、アンモニアとの反応によるＮＯｘ浄化の効率が低くなり、ＮＯｘの浄化反応に寄与せずにそのまま排出されるアンモニアスリップ量が増加すると考えられる。一方、アンモニア酸化触媒装置における吸着材料のアンモニアの吸着量が過度に多いと、大量のアンモニアを貯蔵した後の加速時等に、一気に脱離するアンモニアの量が、ＮＯｘの浄化反応によるアンモニアの消費量に対して過大になるため、アンモニアスリップ濃度が増加すると考えられる。
【０００８】
上述の特許文献に代表される従来技術では、アンモニアスリップ性能とＮＯｘの浄化性能とのバランスに優れるアンモニア酸化触媒装置は知られていない。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされた。したがってその目的は、アンモニアスリップ性能とＮＯｘの浄化性能とのバランスに優れるアンモニア酸化触媒装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のとおりである。
【００１１】
《態様１》基材と、第１触媒コート層と、第２触媒コート層と、を有し、
上記第１触媒コート層が、無機酸化物粒子と、上記無機酸化物粒子上に担持されている触媒貴金属と、を含み、
上記第２触媒コート層が、ＮＯｘ選択還元触媒と、プロトンゼオライトと、を含み、かつ、
上記基材と、上記第１触媒コート層と、上記第２触媒コート層との位置関係が下記Ａ及びＢの少なくとも一方を満たす、アンモニア酸化触媒装置：
Ａ  上記第１触媒コート層が上記基材上に存在しており、かつ、
上記第２触媒コート層が上記第１触媒コート層上に存在していること；
Ｂ  排ガス流れの上流側では上記第２触媒コート層が上記基材上に存在しており、かつ、
排ガス流れの下流側では上記第１触媒コート層が上記基材上に存在していること。
《態様２》上記第２触媒コート層における上記プロトンゼオライトの含有量が、上記基材の容量１Ｌ当たり、２５０ｇ／Ｌ以下である、態様１に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様３》上記第２触媒コート層における上記プロトンゼオライトの含有量が、上記基材の容量１Ｌ当たり、１０ｇ／Ｌ以上１５０ｇ／Ｌ以下である、態様２に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様４》上記第２触媒コート層における上記ＮＯｘ選択還元触媒が、バナジウム及びタングステンから選択される１種又は２種以上の元素の酸化物を含む、態様１〜３のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様５》上記ＮＯｘ選択還元触媒が、鉄−バナジウム複合酸化物を含む、態様４に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様６》上記ＮＯｘ選択還元触媒が、タングステン−セリウム−チタン−ケイ複合酸化物を含む、態様４に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様７》上記第２触媒コート層における上記ＮＯｘ選択還元触媒の含有量が、上記基材の容量１Ｌ当たりの金属酸化物換算質量として、５０ｇ／Ｌ以上である、態様１〜６のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様８》上記第２触媒コート層における上記ＮＯｘ選択還元触媒の含有量が、上記基材の容量１Ｌ当たりの金属酸化物換算質量として、８０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下である、態様７に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様９》上記第１触媒コート層における触媒貴金属が、白金及びパラジウムから選択される１種又は２種である、態様１〜８のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様１０》上記第１触媒コート層における無機酸化物粒子が、アルミナを含む、態様１〜９のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置。
《態様１１》排ガス流れの上流側から順に、ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置と、態様１〜１０のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置とを有する、排ガス浄化触媒システム。
《態様１２》排ガス流れの上流側から順に、ディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）装置と、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）装置と、ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置と、態様１〜１０のいずれか一項に記載のアンモニア酸化触媒装置とを有する、排ガス浄化触媒システム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の排ガス浄化触媒装置は、アンモニアスリップ性能とＮＯｘの浄化性能とのバランスに優れており、ＮＯｘの浄化反応に寄与せずに排出されるアンモニアスリップ量が少なく、かつ、ＮＯｘの浄化率が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明のアンモニア酸化触媒装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明のアンモニア酸化触媒装置の構成の別の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明のアンモニア酸化触媒装置の構成の更に別の一例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の排ガス浄化触媒システムの構成の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の排ガス浄化触媒システムの構成の別の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
《アンモニア酸化触媒装置》
本発明のアンモニア酸化触媒装置は、
基材と、第１触媒コート層と、第２触媒コート層と、を有し、
第１触媒コート層が、無機酸化物粒子と、無機酸化物粒子上に担持されている触媒貴金属と、を含み、
第２触媒コート層が、ＮＯｘ選択還元触媒と、プロトンゼオライトと、を含む。
【００１５】
本発明のアンモニア酸化触媒装置において、基材と、第１触媒コート層と、第２触媒コート層との位置関係は、下記Ａ及びＢの少なくとも一方を満たす：
Ａ  第１触媒コート層が基材上に存在しており、かつ、
第２触媒コート層が第１触媒コート層上に存在していること；
Ｂ  排ガス流れの上流側では第２触媒コート層が基材上に存在しており、かつ、
排ガス流れの下流側では第１触媒コート層が基材上に存在していること。
【００１６】
本発明のアンモニア酸化触媒装置は、上記のような構成により、ＮＯｘの浄化反応に寄与せずに排出されるアンモニアスリップ量が少なく、かつ、極めて高いＮＯｘの浄化率を示す。その理由につき、本発明者らは以下のように推察している。
【００１７】
ゼオライトは、比表面積が比較的大きく、アンモニアの吸着性能に優れることが知られており、アンモニア酸化触媒装置におけるアンモニア吸蔵材料として使用されている。しかしながら、ゼオライトを含むアンモニア酸化触媒装置では、アンモニア貯蔵後の加速時等に、吸着したアンモニアが一気に脱離する場合がある。そのため、アンモニアの脱離量が、ＮＯｘの浄化反応による消費量を上回り、アンモニアスリップ量が多くなる場合がある。
【００１８】
本発明のアンモニア酸化触媒装置では、プロトンゼオライトを用いる。プロトンゼオライトは、イオン交換サイトにプロトンが存在することにより、アンモニア吸着サイトの酸性度が調整されており、アンモニア吸着力に優れる。そのため、プロトンゼオライトは、アンモニア貯蔵後の加速時等でも、吸着したアンモニアが一気に脱離することを抑制し、ＮＯｘの還元浄化に寄与しうる範囲で徐放されると考えられる。本発明のアンモニア酸化触媒装置では、このようなプロトンゼオライトを、ＮＯｘ選択還元触媒とともに第２触媒コート層中に共存させることにより、優れたアンモニアスリップ抑制能と、高度のＮＯｘ浄化能とが両立されているものと考えられる。
【００１９】
本発明のアンモニア酸化触媒装置では、更に、無機酸化物粒子と、該無機酸化物粒子上に担持されている触媒貴金属とを含む第１触媒コート層を有する。本発明の好ましい態様では、この第１触媒コート層は、第２触媒コート層におけるＮＯ２の浄化反応に寄与しなかったアンモニアを酸化浄化する機能を有し、アンモニアスリップ量を更に低減することができる。
【００２０】
以下、本発明のアンモニア酸化触媒装置を構成する各要素について、順に説明する。
【００２１】
〈基材〉
本発明のアンモニア酸化触媒装置における基材としては、排ガス浄化触媒装置の基材として一般に使用されているものを使用することができる。例えば、コージェライト、ＳｉＣ、ステンレス鋼、無機酸化物粒子等の材料から構成されている、例えばストレートタイプ又はウォールフロータイプのモノリスハニカム基材であってよい。
【００２２】
〈第１触媒コート層〉
第１触媒コート層は、無機酸化物粒子と、この無機酸化物粒子上に担持されている触媒貴金属と、を含み、これら以外の任意成分を更に含んでいてよい。第１触媒コート層における任意成分は、例えば、アルカリ性化合物、バインダー等であってよい。
【００２３】
（無機酸化物粒子）
第１触媒コート層に含まれる無機酸化物粒子は、例えばアルミニウム、ケイ素、チタニウム、ジルコニウム、希土類元素等から選択される１種又は２種以上の元素の酸化物の粒子であってよい。無機酸化物粒子として、具体的には例えば、アルミナ粒子、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子等が挙げられる。
【００２４】
第１触媒コート層における無機酸化物粒子は、例えばアルミナを含んでいてよい。
【００２５】
〈触媒貴金属〉
第１触媒コート層における触媒貴金属は、白金族元素であってよく、具体的には例えば、白金、パラジウム、及びロジウムから選択される１種又は２種以上であってよい。
【００２６】
本発明のアンモニア酸化触媒装置では、後述の第２触媒コート層が、ＮＯｘ選択還元触媒を含み、アンモニアによるＮＯｘの還元浄化の機能を有する。したがって、第１触媒コート層は、ＮＯ２の浄化反応に寄与しなかったアンモニアを酸化浄化する機能を有することが望まれる。この観点から第１触媒コート層における触媒貴金属は、白金及びパラジウムから選択される１種又は２種であってよい。
【００２７】
第１触媒コート層における触媒貴金属は、無機酸化物粒子に担持されている。触媒貴金属は、すべての無機酸化物粒子に担持されていてもよいし、無機酸化物粒子の一部にのみ担持されていてもよい。
【００２８】
第１触媒コート層における触媒貴金属が白金を含むとき、無機酸化物粒子に担持されている白金の担持量は、無機酸化物粒子の質量を基準として、例えば、０．０５質量％以上、０．０７質量％以上、０．１０質量％以上、０．１５質量％以上、又は０．２０質量％以上であってよく、例えば、１．０質量％以下、０．８質量％以下、０．７質量％以下、０．６質量％以下、又は０．５質量％以下であってよい。
【００２９】
第１触媒コート層における触媒貴金属が白金を含むとき、第１触媒コート層中の白金の量は、基材容量１Ｌ当たりの金属白金換算質量として、例えば、０．０１ｇ／Ｌ以上、０．０２ｇ／Ｌ以上、０．０５ｇ／Ｌ以上、０．０７ｇ／Ｌ以上、又は０．０８ｇ／Ｌであってよく、例えば、１．０ｇ／Ｌ以下、０．８ｇ／Ｌ以下、０．６ｇ／Ｌ以下、０．４ｇ／Ｌ以下、又は０．２ｇ／Ｌ以下であってよい。
【００３０】
第１触媒コート層における触媒貴金属がパラジウムを含むとき、無機酸化物粒子に担持されているパラジウムの担持量は、例えば、０．７０質量％以上、０．７５質量％以上、又は０．８０質量％以上であってよく、例えば、４．０質量％以下、３．０質量％以下、２．０質量％以下、又は１．０質量％以下であってよい。
【００３１】
第１触媒コート層における触媒貴金属がパラジウムを含むとき、第１触媒コート層中のパラジウムの量は、基材容量１Ｌ当たりの金属パラジウム換算質量として、例えば、０．０１ｇ／Ｌ以上、０．０２ｇ／Ｌ以上、０．０５ｇ／Ｌ以上、又は０．１０ｇ／Ｌ以上であってよく、例えば、０．５０ｇ／Ｌ以下、０．４０ｇ／／Ｌ以下、０．３０ｇ／Ｌ以下、又は０．２０ｇ／Ｌ以下であってよい。
【００３２】
（アルカリ性化合物）
第１触媒コート層は、アルカリ性化合物を含んでいてよい。このアルカリ性化合物は、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属の化合物であってよく、これらの硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、オキソ酸塩（硫酸、硝酸、及び炭酸を除く）塩、酸化物等であってよい。
【００３３】
（バインダー）
第１触媒コート層は、バインダーを含んでいてよい。バインダーとしては、例えば、アルミナゾル、ジルコニアゾル、シリカゾル、チタニアゾル等が挙げられる。
【００３４】
（第１触媒コート層のコート量）
第１触媒コート層量は、基材容量１Ｌ当たりの第１触媒コート層の質量として、例えば、５ｇ／Ｌ以上、６ｇ／Ｌ以上、８ｇ／Ｌ以上、１０ｇ／Ｌ以上、１２ｇ／Ｌ以上、又は１５ｇ／Ｌ以上であってよく、例えば、５０ｇ／Ｌ以下、４５ｇ／Ｌ以下、４０ｇ／Ｌ以下、３５ｇ／Ｌ以下、又は３０ｇ／Ｌ以下であってよい。
【００３５】
〈第２触媒コート層〉
第２触媒コート層は、ＮＯｘ選択還元触媒と、プロトンゼオライトと、を含み、これら以外の任意成分を更に含んでいてよい。第２触媒コート層における任意成分は、例えば、プロトンゼオライト以外の無機酸化物、バインダー等であってよい。
【００３６】
（ＮＯｘ選択還元触媒）
第２触媒コート層におけるＮＯｘ選択還元触媒は、排ガス中のＮＯｘと、後述のプロトンゼオライトから徐放されるアンモニアとの反応によるＮＯｘの還元浄化を触媒する機能を有する。ＮＯｘ選択還元触媒は、例えば、バナジウム、モリブデン、タングステン、鉄、銅、ビスマス等から選択される１種又は２種以上の元素を含む酸化物であってよく、これらの元素と、アルミニウム、ジルコニウム、セリウム、ケイ素、チタン等から選択される１種又は２種以上の元素とを含む酸化物であってもよい。
【００３７】
第２コート層中のＮＯｘ選択還元触媒として、好ましくは、バナジウム及びタングステンから選択される１種又は２種以上の元素の酸化物であり、特に好ましくは、バナジウム酸化物、鉄−バナジウム複合酸化物、ビスマス−バナジウム複合酸化物、銅−バナジウム複合酸化物、タングステン酸化物、タングステン−セリウム−チタン−ケイ素複合酸化物等である。
【００３８】
第２触媒コート層におけるＮＯｘ選択還元触媒の含有量は、触媒能を有効に発現させるとの観点から、基材の容量１Ｌ当たりの金属酸化物換算質量として、例えば、５０ｇ／Ｌ以上、６０ｇ／Ｌ以上、７０ｇ／Ｌ以上、又は８０ｇ／Ｌ以上であってよく、例えば、２００ｇ／Ｌ以下、１８０ｇ／Ｌ以下、１５０ｇ／Ｌ以下、１３０ｇ／Ｌ以下、又は１２０ｇ／Ｌ以下であってよい。ＮＯｘ選択還元触媒の含有量は、触媒反応に寄与しない材料の量を削減し、合わせて基材の排ガス流路を広く維持するとの観点から、基材の容量１Ｌ当たりの金属酸化物換算質量として、好ましくは５０ｇ／Ｌ以上であり、より好ましくは８０ｇ／Ｌ以上２００ｇ／Ｌ以下である。
【００３９】
なお、第２コート層中のＮＯｘ選択還元触媒がケイ素元素を含む場合、該ケイ素元素の質量は、ケイ素酸化物の質量に換算されたうえで、ＮＯｘ選択還元触媒の金属酸化物換算質量に含めて計算されるものとする。
【００４０】
（プロトンゼオライト）
第２触媒コート層におけるプロトンゼオライトは、アニモニアを吸着して貯蔵し、状況に応じて貯蔵したアンモニアを徐放することにより、ＮＯｘの還元浄化反応に資するとともに、アンモニアスリップを抑制する機能を有する。
【００４１】
プロトンゼオライトにおいて、ゼオライトの結晶構造は任意である。本発明に適用可能なプロトンゼオライトの結晶構造を、それぞれの構造コード（カッコ内に記載）とともに示せば、例えば、Ａ型（ＬＴＡ）、フェリエライト（ＦＥＲ）、ＭＣＭ−２２（ＭＷＷ）、ＺＳＭ−５（ＭＦＩ）、モルデナイト（ＭＯＲ）、Ｌ型（ＬＴＬ）、Ｘ型又はＹ型（ＦＡＵ）、ベータ型（ＢＥＡ）、チャパサイト（ＣＨＡ）等であってよく、ＣＤＯ型、ＧＯＮ型等であってもよい。
【００４２】
本明細書では、特定の結晶構造を有するプロトンゼオライトを、以下、母体ゼオライトの構造コードの前に「Ｈ−」を付して参照する。例えば、ベータ型のプロトンゼオライトは、「Ｈ−ＢＥＡ」と表記する。
【００４３】
本発明における好ましいプロトンゼオライトは、Ｈ−ＢＥＡ、Ｈ−ＣＨＡ、Ｈ−ＭＦＩ、Ｈ−ＭＯＲ等である。
【００４４】
第２触媒コート層におけるプロトンゼオライトの含有量は、アンモニアの適切な吸脱着能を発現させるために、基材の容量１Ｌ当たりの質量として、１０ｇ／Ｌ以上、１５ｇ／Ｌ以上、２０ｇ／Ｌ以上、２５ｇ／Ｌ以上、３０ｇ／Ｌ以上、４０ｇ／Ｌ以上、又は５０ｇ／Ｌ以上であってよい。
【００４５】
一方で、プロトンゼオライトの含有量が過度に多いと、アンモニア吸着の容量が大きくなりすぎて、ＮＯｘの還元浄化に要するアンモニア放出量が不足し、或いは、アンモニア貯蔵後の加速時等に、一気に脱離するアンモニアの量が増えすぎるおそれがある。これを避ける観点から、プロトンゼオライトの含有量は、基材の容量１Ｌ当たりの質量として、例えば、２２０ｇ／Ｌ以下、２００ｇ／Ｌ以下、１８０ｇ／Ｌ以下、１６０ｇ／Ｌ以下、１５０ｇ／Ｌ以下、１４０ｇ／Ｌ以下、１２０ｇ／Ｌ以下、又は１００ｇ／Ｌ以下であってよい。
【００４６】
第２触媒コート層におけるプロトンゼオライトの含有量は、典型的には、基材の容量１Ｌ当たり、１０ｇ／Ｌ以上１５０ｇ／Ｌ以下であってよい。
【００４７】
アンモニア吸着量を適切な範囲に保ち、ＮＯｘの還元浄化に必要な範囲で吸着アンモニアを適切な速度で徐放するために、第２触媒コート層中のプロトンゼオライトの量は、上述のＮＯｘ選択還元触媒の量に対して適切な割合であることが望まれる。この観点から、第２触媒コート層におけるプロトンゼオライトの質量は、ＮＯｘ選択還元触媒の金属酸化物換算質量に対して、例えば、０．１０倍以上、０．１２倍以上、０．１５倍以上、又は０．１８倍以上であってよく、例えば、３．０倍以下、１．０倍以下、０．８０倍以下、０．５０倍以下、又は０．３０倍以下であってよい。
【００４８】
（プロトンゼオライト以外の無機酸化物）
第２触媒コート層は、プロトンゼオライト以外の無機酸化物を更に含んでいてもよい。第２触媒コート層に含まれる無機酸化物粒子は、例えばアルミニウム、ケイ素、チタニウム、ジルコニウム、希土類元素等から選択される１種又は２種以上の元素の酸化物の粒子であってよい。無機酸化物粒子として、具体的には例えば、アルミナ粒子、セリア−ジルコニア複合酸化物粒子等が挙げられる。
【００４９】
（バインダー）
第２触媒コート層は、バインダーを更に含んでいてもよい。バインダーとしては、例えば、アルミナゾル、ジルコニアゾル、シリカゾル、チタニアゾル等が挙げられる。
【００５０】
（第２触媒コート層のコート量）
第２触媒コート層量は、基材容量１Ｌ当たりの第２触媒コート層の質量として、例えば、５０ｇ／Ｌ以上、７０ｇ／Ｌ以上、８０ｇ／Ｌ以上、又は１００ｇ／Ｌ以上であってよく、例えば、３００ｇ／Ｌ以下、２５０ｇ／Ｌ以下、２００ｇ／Ｌ以下、１８０ｇ／Ｌ以下、１５０ｇ／Ｌ以下、又は１２０ｇ／Ｌ以下であってよい。
【００５１】
〈基材、第１触媒コート層、及び第２触媒コート層の位置関係〉
本発明のアンモニア酸化触媒装置では、基材と、第１触媒コート層と、第２触媒コート層との位置関係が下記Ａ及びＢの少なくとも一方を満たす：
Ａ  上記第１触媒コート層が上記基材上に存在しており、かつ、
上記第２触媒コート層が上記第１触媒コート層上に存在していること（構成Ａ）；
Ｂ  排ガス流れの上流側では上記第２触媒コート層が上記基材上に存在しており、かつ、
排ガス流れの下流側では上記第１触媒コート層が上記基材上に存在していること（構成Ｂ）。
【００５２】
上述したとおり、本発明のアンモニア酸化触媒装置では、アンモニアの吸着力に優れ、吸着したアンモニアを徐放して、適度のアンモニア吸脱着性を示すプロトンゼオライトを含む第２触媒コート層により、優れたアンモニアスリップ抑制能と、高度のＮＯｘ浄化能とが両立されている。更に、本発明の好ましい態様では、この第１触媒コート層は、第２触媒コート層におけるＮＯ２の浄化反応に寄与しなかったアンモニアを酸化浄化する機能を有し、アンモニアスリップ量が更に低減される。
【００５３】
したがって、本発明のアンモニア酸化触媒装置に流入する排ガスは、最初に第２触媒コート層と接触し、第２触媒コート層と接触した後に、第１触媒コート層と接触することにより、本発明の所期する機能が最大限に発揮されることになる。
【００５４】
このような観点から、本発明のアンモニア酸化触媒装置の触媒コート層では、
二層型の場合には、上記「構成Ａ」のように、第２触媒コート層は上層に、第１触媒コート層は下層に配置され、
タンデム型の場合には、上記「構成Ｂ」のように、第２触媒コート層は排ガス流れの上流側に、第１触媒コート層は排ガス流れの下流側に配置される。
【００５５】
第１触媒コート層及び第２触媒コート層の層構成が上記構成Ｂであるアンモニア酸化触媒装置では、第１触媒コート層と、第２触媒コート層との長さの比は、任意である。第１触媒コート層及び第２触媒コート層の長さの合計に対する第２触媒コート層の名側の示す割合は、例えば、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、又は７０％以上であってよく、６０％以下、５０％以下、４０％以下、又は３０％以下であってよい。
【００５６】
本発明のアンモニア酸化触媒装置では、基材と、第１触媒コート層と、第２触媒コート層との位置関係が、構成Ａ及び構成Ｂの双方を満たしてもよい。基材と、第１触媒コート層と、第２触媒コート層との位置関係が、構成Ａ及び構成Ｂの双方を満たす場合とは、例えば、排ガス流れの上流側では、基材上に第２触媒コート層が存在しており、かつ、排ガス流れの下流側では、基材上に第１触媒コート層及び第２触媒コート層がこの順に積層されている場合等である。
【００５７】
以下、図面を参照して、本発明のアンモニア酸化触媒装置の構成について説明する。
【００５８】
図１のアンモニア酸化触媒装置（１０）は、基材（３）と、第１触媒コート層（１）と、第２触媒コート層（２）と、を有する。第１触媒コート層（１）は、無機酸化物粒子（ＭＯ）と、無機酸化物粒子（ＭＯ）上の触媒貴金属（ＰＧＭ）と、を含む。ここで、触媒貴金属（ＰＧＭ）は無機酸化物粒子（ＭＯ）上に担持されて、触媒貴金属担持無機酸化物粒子（ＰＧＭ／ＭＯ）を構成している。第２触媒コート層（２）は、ＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ）と、プロトンゼオライト（Ｈ−Ｚｅｏｌｉｔｅ）と、を含む。
【００５９】
アンモニア酸化触媒装置（１０）では、第１触媒コート層（１）が基材（３）上に存在し、第２触媒コート層（２）が第１触媒コート層（１）上に存在し、二層構成の触媒コート層を形成している。
【００６０】
図２のアンモニア酸化触媒装置（２０）は、
基材（３）と第１触媒コート層（１）と第２触媒コート層（２）とを有し、
第１触媒コート層（１）が、無機酸化物粒子（ＭＯ）と無機酸化物粒子（ＭＯ）上の触媒貴金属（ＰＧＭ）とを含み、これらが触媒貴金属担持無機酸化物粒子（ＰＧＭ／ＭＯ）を構成しており、そして
第２触媒コート層（２）が、ＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ）とプロトンゼオライト（Ｈ−Ｚｅｏｌｉｔｅ）とを含む
ことについては、アンモニア酸化触媒装置（１０）と同様である。
【００６１】
しかしながら、アンモニア酸化触媒装置（２０）では、
排ガス流れの上流側では第２触媒コート層（２）が基材（３）上に存在しており、そして
排ガス流れの下流側では第１触媒コート層（１）が基材（３）上に存在している
ことにおいて、アンモニア酸化触媒装置（１０）と異なっている。
【００６２】
アンモニア酸化触媒装置（２０）の第１触媒コート層（１）及び第２触媒コート層（２）は、ぞれぞれ、単一の基材（３）上に存在し、前段側コート層及び後段側コート層を構成している。
【００６３】
図３のアンモニア酸化触媒装置（３０）は、
基材（３）と第１触媒コート層（１）と第２触媒コート層（２）とを有し、
第１触媒コート層（１）が、無機酸化物粒子（ＭＯ）と無機酸化物粒子（ＭＯ）上の触媒貴金属（ＰＧＭ）とを含み、これらが触媒貴金属担持無機酸化物粒子（ＰＧＭ／ＭＯ）を構成しており、
第２触媒コート層（２）が、ＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ）とプロトンゼオライト（Ｈ−Ｚｅｏｌｉｔｅ）とを含み、
排ガス流れの上流側では第２触媒コート層（２）が基材上に存在しており、そして
排ガス流れの下流側では第１触媒コート層（１）が基材上に存在している
ことについては、アンモニア酸化触媒装置（２０）と同様である。
【００６４】
しかしながら、アンモニア酸化触媒装置（３０）では、基材（３）が、
排ガス流れの上流側の基材前段部（３（１））と、排ガス流れの下流側の基材後段部（３（２））とに分割されており、
第２触媒コート層（２）が基材前段部（３（１））上に存在しており、そして
第１触媒コート層（１）が基材後段部（３（２））上に存在している
ことにおいて、アンモニア酸化触媒装置（２０）と異なっている。
【００６５】
《アンモニア酸化触媒装置の製造方法》
本発明のアンモニア酸化触媒装置は、任意の方法によって製造されてよい。
【００６６】
第１触媒コート層及び第２触媒コート層の層構成が上記構成Ａであるアンモニア酸化触媒装置は、例えば、
基材上に、第１触媒コート層、及び第２の触媒コート層を順次に形成すること
を含む方法（方法Ａ）によって製造されてよい。
【００６７】
一方、第１触媒コート層及び第２触媒コート層の層構成が上記構成Ｂであるアンモニア酸化触媒装置は、例えば、
基材上に、第１触媒コート層を形成して、第１触媒コート層を有する基材を得ること、
上記とは別の基材上に、第２触媒コート層を形成して、第２触媒コート層を有する基材を得ること、及び
排ガス流れの上流側に上記第２触媒コート層を有する基材を配置し、下流側に上記第１触媒コート層を有する基材を配置し、両基材を直列に接続すること
を含む方法（方法Ｂ−１）、又は
基材前段部と基材後段部とから構成される分割された基材を準備すること、
基材後段部上に、第１触媒コート層を形成して、第１触媒コート層を有する基材後段部を得ること、
基材前段部上に、第２触媒コート層を形成して、第２触媒コート層を有する基材前段部を得ること、及び
排ガス流れの上流側に上記第２触媒コート層を有する基材前段部を配置し、下流側に上記第１触媒コート層を有する基材後段部を配置し、両基材を直列に接続すること
を含む方法（方法Ｂ−２）によって製造されてよい。
【００６８】
〈基材〉
基材としては、本発明のアンモニア酸化触媒装置が有すべき所望の基材を選択して用いてよい。例えば上述したような、コージェライト、ＳｉＣ、ステンレス鋼、無機酸化物粒子等の材料から構成されている、例えばストレートタイプ又はウォールフロータイプのモノリスハニカム基材である。
【００６９】
〈触媒コート層の形成〉
（方法Ａ）
本発明のアンモニア酸化触媒装置を製造するための方法Ａは、
基材上に、第１触媒コート層、及び第２の触媒コート層を順次に形成すること
を含む方法である。
【００７０】
方法Ａにおいて、基材上に第１触媒コート層を形成するには、例えば、基材上に、第１触媒コート層形成用塗工液をコートした後、乾燥及び焼成することによって形成されてよい。
【００７１】
第１触媒コート層形成用塗工液は、第１触媒コート層に含まれる所望の成分が、適当な溶媒（例えば水）中に、溶解又は分散されて成る液状物であってよい。第１触媒コート層中の触媒貴金属は、予め無機酸化物粒子上に担持された触媒貴金属担持無機酸化物粒子として、塗工液中に含有されることが好ましい。
【００７２】
触媒貴金属担持無機酸化物粒子は、例えば、適当な溶媒（例えば水）中に、触媒貴金属前駆体及び無機酸化物粒子を投入し、乾燥及び焼成することにより、得ることができる。触媒貴金属前駆体は、例えば、所望の触媒貴金属の、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等であってよい。
【００７３】
塗工液のコート、並びにコート後の乾燥及び焼成は、それぞれ、公知の方法に準じて行われてよい。
【００７４】
方法Ａでは、第１触媒コート層が形成された基材上に、次いで、第２触媒コート層を形成する。
【００７５】
第２触媒コート層は、例えば、第２触媒コート層形成用塗工液を、第１触媒コート層が形成された基材上にコートした後、乾燥及び焼成することによって形成されてよい。
【００７６】
第２触媒コート層形成用塗工液は、第２触媒コート層に含まれる所望の成分が、適当な溶媒（例えば水）中に、溶解又は分散されて成る液状物であってよい。
【００７７】
塗工液のコート、並びにコート後の乾燥及び焼成は、それぞれ、公知の方法に準じて行われてよい。
【００７８】
（方法Ｂ−１）
本発明のアンモニア酸化触媒装置を製造するための方法Ｂ−１は、
基材前段部と基材後段部とから構成される分割された基材を準備すること、
基材後段部上に、第１触媒コート層を形成して、第１触媒コート層を有する基材後段部を得ること、
基材前段部上に、第２触媒コート層を形成して、第２触媒コート層を有する基材前段部を得ること、及び
排ガス流れの上流側に上記第２触媒コート層を有する基材前段部を配置し、下流側に上記第１触媒コート層を有する基材後段部を配置し、両基材を直列に接続すること
を含む方法である。
【００７９】
方法Ｂ−１では、先ず、基材前段部と基材後段部とから構成される分割された基材を準備する。これは、１個の基材を所望の分割割合で２つに分割する方法によってもよいし、別途の基材を２個準備して、一方を前段部とし、もう一方を後段部として用いてもよい。
【００８０】
基材後段部上に、第１触媒コート層を形成して、第１触媒コート層を有する基材後段部を得る工程は、方法Ａにおける第１触媒コート層の形成と同様に行われてよい。基材前段部上に、第２触媒コート層を形成して、第２触媒コート層を有する基材前段部を得る工程は、第１触媒コート層が形成された基材の代わりに別の基材と用いる他は、方法Ａにおける第２触媒コート層の形成と同様に行われてよい。これらの工程は、順不同で行われてよい。
【００８１】
方法Ｂ−１では、次いで、排ガス流れの上流側に第２触媒コート層を有する基材を配置し、下流側に第１触媒コート層を有する基材を配置し、両基材を直列に接続する。この工程は、当業者に理解可能な適宜の方法で行われてよい。
【００８２】
（方法Ｂ−２）
本発明のアンモニア酸化触媒装置を製造するための方法Ｂ−２は、
基材のうちの排ガス流れ下流側に第１触媒コート層を形成すること、及び
基材のうちの排ガス流れ上流側に第２触媒コート層を形成すること
を含む方法である。
【００８３】
方法Ｂ−２において、第１触媒コート層は、例えば、第１触媒コート層形成用塗工液を、基材の排ガス流れ下流側端部から所定の範囲までコートした後、乾燥及び焼成することによって形成されてよい。第２触媒コート層は、例えば、第２触媒コート層形成用塗工液を、基材の排ガス流れ上流側端部から所定の範囲までコートした後、乾燥及び焼成することによって形成されてよい。第１触媒コート層及び第２触媒コート層の形成順は任意であってよい。
【００８４】
或いは別法として、第１触媒コート層形成用塗工液を、基材の排ガス流れ下流側端部から所定の範囲までコートした後、乾燥し、次いで、第２触媒コート層形成用塗工液を、基材の排ガス流れ上流側端部から所定の範囲までコートした後、乾燥し、然る後に第１触媒コート層及び第２触媒コート層をまとめて焼成する方法によってもよい。第１触媒コート層形成用塗工液及び第２触媒コート層形成用塗工液のコート順は、上記と逆であってもよい。
【００８５】
方法Ｂ−２における第１触媒コート層形成用塗工液、及び第２触媒コート層形成用塗工液は、それぞれ、方法Ａにおける第１触媒コート層形成用塗工液、及び第２触媒コート層形成用塗工液と同じであってよい。
【００８６】
以上の方法により、本発明のアンモニア酸化触媒装置を製造することができる。しかしながら上記に説明した方法は、本発明のアンモニア酸化触媒装置の製造方法の一例にすぎず、本発明のアンモニア酸化触媒装置は、上記以外の任意の方法によって製造されてもよい。
【００８７】
《排ガス浄化触媒システム》
本発明の別の観点では、排ガス流れの上流側から順に、ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置と、本発明のアンモニア酸化触媒装置とを有する、排ガス浄化触媒システムが提供される。
【００８８】
本発明の排ガス浄化触媒システムにおけるＳＣＲ装置としては、公知のものを使用できる。アンモニアがＳＣＲ装置に直接供給されるアンモニアＳＣＲ装置であってもよいし、アンモニアの代わりにアンモニア前駆体としての尿素が供給される尿素ＳＣＲ装置であってもよい。取り扱いが容易なため、本発明では、特に尿素ＳＣＲ装置であってよい。
【００８９】
尿素ＳＣＲ装置は、例えば、尿素水タンクと、尿素水噴射装置と、ＳＣＲ触媒と、を含んでいてよい。ＳＣＲ触媒は、例えば、チタニア、バナジウム、タングステン等から選択される元素の酸化物を含む触媒であってよい。
【００９０】
排ガス浄化触媒システムは、排ガス流れの上流側に、ディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）装置、及びディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）装置を更に含み、排ガス流れの上流側から順に、ディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）装置と、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）装置と、ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置と、本発明のアンモニア酸化触媒装置とを有する、排ガス浄化触媒システムであってもよい。
【００９１】
本発明の排ガス浄化触媒システムにおけるＤＯＣ装置としては、公知のものを使用できる。例えば、コージェライト等から構成される基材上に、ジルコニア粒子、セリア粒子等の無機酸化物粒子、及び該無機酸化物粒子上に担持された触媒貴金属を含むコート層が形成されている触媒装置であってよい。
【００９２】
本発明の排ガス浄化触媒システムにおけるＤＰＦ装置としては、公知のものを使用できる。例えば、コージェライト等から構成される基材上に、アルミナ粒子等の無機酸化物粒子、及び該無機酸化物粒子上に担持された触媒貴金属を含むコート層が形成されている触媒装置であってよい。
【００９３】
以下、図面を参照して、本発明の排ガス浄化触媒システムの構成について説明する。
【００９４】
図４の排ガス浄化触媒システムは、排ガス流れの上流側から順に、ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置と、本発明のアンモニア酸化触媒装置とを有する。
【００９５】
図５の排ガス浄化触媒システムは、排ガス流れの上流側から順に、ディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）装置と、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）装置と、ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置と、本発明のアンモニア酸化触媒装置とを有する。
【実施例】
【００９６】
《実施例１》
〈第１の触媒コート層形成用塗工液の調製〉
純水３００ｍＬ中に、白金金属換算０．１ｇ相当量のジニトロジアミン白金硝酸を溶解させた後、γ−アルミナ３０ｇを加えて混合し、スラリーとした。得られたスラリーを１２０℃に加熱して乾燥させた後、５００℃にて焼成して、アルミナを基準とするＰｔ担持量が０．３３質量％のＰｔ担持粉末（粉末Ａ）を得た。得られた粉末Ａの全量（３０．１ｇ）、バインダーとしてのアルミナゾル３．０ｇ、及び純水１００ｍＬを混合して、第１の触媒コート層形成用塗工液を調製した。
【００９７】
〈第２の触媒コート層形成用塗工液の調製〉
ＮＯｘ選択還元触媒として、金属酸化物換算質量１００ｇ相当量のフェロバナジウム（ＦｅＶ）粉末、ゼオライトとして、イオン交換サイトにプロトンが存在するＢＥＡ型ゼオライト（ＢＥＡ型プロトンゼオライト、Ｈ−ＢＥＡ）（シリカ対アルミナモル比（ＳＡＲ）＝４０）２０ｇ、バインダー１０ｇ、及び純水３００ｍＬを混合して、第２の触媒コート層形成用塗工液を調製した。
【００９８】
〈アンモニア酸化触媒装置の製造〉
容量約１Ｌのハニカム基材上に、第１の触媒コート層形成用塗工液の全量を塗布し、加熱処理して下層を形成した。次いで、得られた下層上に、第２の触媒コート層形成用塗工液の全量を塗布し、加熱処理して上層を形成することにより、基材上に、コート量３０．１ｇ／Ｌの第１の触媒コート層（下層）と、コート量１３０ｇ／Ｌの第２の触媒コート層（上層）とを有するアンモニア酸化触媒装置を製造した。
【００９９】
〈アンモニア酸化触媒装置の評価〉
（１）ＮＨ３スリップ性の評価
ＮＨ３スリップ性の評価は、以下の構成の排ガス浄化触媒システムを用いて行った。すなわち、ガス流れの上流側に銅ゼオライト系ＮＯｘ選択触媒還元（ＳＣＲ）装置を配置し、下流側にアンモニア酸化触媒装置を配置し、両者を直列に連結して排ガス浄化触媒システムを製造し、これを用いて評価した。「銅ゼオライト」とは、イオン交換サイトに銅イオンが存在するゼオライトを意味する。
【０１００】
ＮＨ３スリップ性の評価は、上記の構成の排ガス浄化触媒システムのＮＨ３吸脱着挙動を調べることによって行った。具体的には、ａ：ＮＨ３パージ、ｂ：ＮＨ３吸着、及びｃ：ＮＨ３脱離の各段階において、それぞれ、所定組成のガスを所定の温度変化で排ガス浄化触媒システムの上流側から導入し、排ガス浄化触媒システム内を流通させて下流側端部から排出させる操作を連続して行った。このとき、ｃ：ＮＨ３脱離段階において、排ガス浄化触媒システムの下流側端部から排出されるガス中のＮＨ３濃度を経時的に測定し、ＮＨ３脱離濃度の経時変化を示すグラフを作成した。得られたグラフにおける、ＮＨ３脱離のピーク温度及びピーク濃度を、当該排ガス浄化触媒システムに含まれるアンモニア酸化触媒装置のＮＨ３スリップ性の指標とした。
【０１０１】
各段階の操作条件は、それぞれ以下のとおりである。
【０１０２】
ａ：ＮＨ３パージ段階
操作時間：約３０分
導入ガスの温度変化：室温から３０℃／分の速度で６００℃に到達するまで昇温させ、６００℃到達後、−４０℃／分の速度で１５０℃に到達するまで降温
導入ガスの組成：ＮＨ３０ｐｐｍ、Ｏ２１０％、Ｈ２Ｏ５％、及びＮ２バランス
【０１０３】
ｂ：ＮＨ３吸着段階
操作時間：排ガス浄化触媒システムのＮＨ３吸着が飽和に達するまで
導入ガスの温度変化：１５０℃（一定温度を維持）
導入ガスの組成：ＮＨ３３００ｐｐｍ、Ｏ２１０％、Ｈ２Ｏ５％、及びＮ２バランス
【０１０４】
ｃ：ＮＨ３脱離の試験
操作時間：１５分以上
導入ガスの温度変化：１５０℃から３０℃／分の速度で６００℃に到達するまで昇温させ、６００℃到達後にはその温度を維持
導入ガスの組成：ＮＨ３０ｐｐｍ、Ｏ２１０％、Ｈ２Ｏ５％、及びＮ２バランス
【０１０５】
「ｂ：ＮＨ３吸着段階」における操作時間の「排ガス浄化触媒システムのＮＨ３吸着が飽和に達するまで」とは、排出ガス中のＮＨ３濃度が、流入ガス中のＮＨ３濃度（３００ｐｐｍ）の９９％（２９７ｐｐｍ）以上に達するまでの時間を意味する。
【０１０６】
（２）ＮＯｘ浄化性能の評価
ＮＯｘ浄化性能の評価は、アンモニア酸化触媒装置を単独で用い、評価温度２００℃にて行った。
【０１０７】
ＮＯｘ浄化性能の評価は、アンモニア酸化触媒装置に、濃度既知のＮＯｘ及びＮＨ３を含むモデルガスを導入して流通させ、排出ガス中のＮＯｘ濃度を測定し、以下の数式によって算出されたＮＯｘ浄化率をＮＯｘ浄化性能の指標とした。
ＮＯｘ浄化性能（％）＝｛（導入ガス中のＮＯｘ濃度−排出ガス中のＮＯｘ濃度）／導入ガス中のＮＯｘ濃度｝×１００
【０１０８】
具体的には、ａ：温度調整、及びｂ：ＮＯｘ浄化性能評価の各段階において、それぞれ、温度が２００℃に設定された所定組成のガスをアンモニア酸化触媒装置に導入し、ｂ：ＮＯｘ浄化性能評価段階における導入ガス及び排出ガス中のＮＯｘ濃度を、上記数式に代入して評価した。
【０１０９】
各段階の操作条件は以下のとおりである。
【０１１０】
ａ：温度調整段階
操作時間：排出ガスの温度が安定するまで
導入ガス温度：２００℃
導入ガスの組成：ＮＯ３００ｐｐｍ、ＮＯ２０ｐｐｍ、ＮＨ３０ｐｐｍ、Ｏ２１０％、Ｈ２Ｏ５％、及びＮ２バランス
対ＮＯｘアンモニア比（ＡＮＲ）：０
導入ガスの空間速度：６０，０００ｈｒ−１
【０１１１】
ｂ：ＮＯｘ浄化性能評価段階
操作時間：−
導入ガス温度：２００℃
導入ガスの組成：ＮＯ３００ｐｐｍ、ＮＯ２０ｐｐｍ、ＮＨ３３３０ｐｐｍ、Ｏ２１０％、Ｈ２Ｏ５％、及びＮ２バランス
対ＮＯｘアンモニア比（ＡＮＲ）：１．１
導入ガスの空間速度：６０，０００ｈｒ−１
【０１１２】
評価結果は表１に示した。
【０１１３】
《実施例２〜５、７及び８、並びに比較例１〜５》
表１に記載の種類及び量のＮＯｘ選択還元触媒及びゼオライトをそれぞれ用いた他は、実施例１と同様にして第２の触媒コート層形成用塗工液を調製し、これを用いて実施例１と同様にしてアンモニア酸化触媒装置を製造し、評価した。
【０１１４】
比較例１では、ゼオライトを使用しなかった。比較例２〜４では、ＮＯｘ選択還元触媒を使用しなかった。比較例４では、ゼオライトとともに、その他の無機酸化物としてγ−アルミナ１００ｇを使用した。
【０１１５】
《実施例６》
〈触媒コート層形成用塗工液の調製〉
実施例１と同様にして、第１の触媒コート層形成用塗工液及び第２の触媒コート層形成用塗工液を、それぞれ調製した。
【０１１６】
〈アンモニア酸化触媒装置の製造〉
容量約１Ｌのハニカム基材上に、第１の触媒コート層形成用塗工液の全量を塗布し、加熱処理して、基材上にコート量３０．１ｇ／Ｌの第１の触媒コート層を有する、アンモニア酸化触媒装置の後段用触媒を調製した。上記とは別の容量約１Ｌのハニカム基材上に、第２の触媒コート層形成用塗工液の全量を塗布し、加熱処理して、基材上にコート量１３０ｇ／Ｌの第２の触媒コート層を有する、アンモニア酸化触媒装置の前段用触媒を調製した。
【０１１７】
上記で得られた前段用触媒及び後段用触媒を直列に接続することにより、タンデム型のアンモニア酸化触媒装置を製造した。このとき、前段用触媒が排ガス流れの上流側に配置されるように構成した。
【０１１８】
〈アンモニア酸化触媒装置の評価〉
上記で得られたアンモニア酸化触媒装置を使用した他は、実施例１と同様にして、各種の評価を行った。
【０１１９】
評価結果は表１に示した。
【０１２０】
表１におけるＮＯｘ選択還元触媒の種類の略称は、それぞれ、以下の意味であり、量は、基材１Ｌ当たりの金属酸化物換算質量である。
ＦｅＶ：フェロバナジウムから得られた鉄−バナジウム複合酸化物
ＷＣｅＴｉＳｉ：硝酸セリウム及びタングステン酸を含む水溶液中にＴｉＳｉ担体を浸漬し、次いでこれを焼成して得られたタングステン−セリウム−チタン−ケイ複合酸化物
【０１２１】
表１におけるゼオライトの種類の略称は、それぞれ、以下の意味である。
Ｈ−ＢＥＡ：ＢＥＡ型プロトンゼオライト
Ｈ−ＭＦＩ：ＭＦＩ型プロトンゼオライト
Ｈ−ＣＨＡ：ＣＨＡ型プロトンゼオライト
Ｈ−ＭＯＲ：ＭＯＲ型プロトンゼオライト
Ｆｅ−ＢＥＡ：ＢＥＡ型鉄ゼオライト（イオン交換サイトに鉄イオンが存在するＢＥＡ型ゼオライト）
Ｃｕ−ＣＨＡ：ＣＨＡ型銅ゼオライト（イオン交換サイトに銅イオンが存在するＢＥＡ型ゼオライト）
【０１２２】
【表１】
2020182898.tif 000003
【０１２３】
表１を参照することにより、以下のことが理解される。
【０１２４】
比較例１のアンモニア酸化触媒装置では、第２の触媒コート層が、ＮＯｘ選択還元触媒を含むがゼオライトを含まない。この比較例１の排ガス触媒装置では、ＮＨ３スリップのピーク濃度は比較的低かったものの、２００℃におけるＮＯｘ浄化率は不足していた。
【０１２５】
一方、比較例２及び３のアンモニア酸化触媒装置では、第２の触媒コート層が、ＮＯｘ選択還元触媒は含まないが、ゼオライト（ＢＥＡ型鉄ゼオライト、Ｆｅ−ＢＥＡ）を含む。これらのアンモニア酸化触媒装置では、比較例１のアンモニア酸化触媒装置に比べて、２００℃におけるＮＯｘ浄化率は向上したが、ＮＨ３スリップのピーク濃度が極めて高くなった。
【０１２６】
比較例４のアンモニア酸化触媒装置では、第２の触媒コート層において比較例２のゼオライト（Ｆｅ−ＢＥＡ）に代えて、ＢＥＡ型プロトンゼオライト（Ｈ−ＢＥＡ）とγ−アルミナとを併用したものである。この比較例４のアンモニア酸化触媒装置では、比較例２のアンモニア酸化触媒装置に比べて、ＮＨ３スリップのピーク濃度が更に高くなり、かつ、２００℃におけるＮＯｘ浄化率が極めて低かった。
【０１２７】
更に、比較例５のアンモニア酸化触媒装置は、比較例１のアンモニア酸化触媒装置の第２の触媒コート層に、Ｆｅ−ＢＥＡを加えたものである。この比較例５のアンモニア酸化触媒装置は、、比較例１のアンモニア酸化触媒装置に比べて、２００℃におけるＮＯｘ浄化率は少し向上したが、ＮＨ３スリップのピーク濃度が高くなった。
【０１２８】
これらに対して、実施例１〜８のアンモニア酸化触媒装置では、第２の触媒コート層が、ＮＯｘ選択還元触媒、及びプロトンゼオライトの双方を含む。これらのアンモニア酸化触媒装置は、ＮＨ３スリップのピーク濃度が低く、かつ、２００℃におけるＮＯｘ浄化率が高い値を示した。
【０１２９】
以上の結果により、本発明所定のアンモニア酸化触媒装置は、ＮＨ３スリップ性能と、ＮＯｘ浄化能とが、高い水準で両立されていることが検証された。
【符号の説明】
【０１３０】
１    第１触媒コート層
２    第２触媒コート層
３    基材
３（１）    基材前段部
３（２）    基材後段部
１０、２０、３０    アンモニア酸化触媒装置
【図１】
2020182898.tif 000004
【図２】
2020182898.tif 000005
【図３】
2020182898.tif 000006
【図４】
2020182898.tif 000007
【図５】
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