(57)【要約】  ＮＯｘアドソーバ触媒及び内燃機関の排気処理システムにおけるその使用が開示される。このＮＯｘアドソーバ触媒組成物は、担体材料、担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属、及びＮＯｘ吸蔵材料を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
希薄燃焼エンジンからの排気を処理するためのＮＯｘアドソーバ触媒であって、前記ＮＯｘアドソーバ触媒は第１のレイヤを含み、前記第１のレイヤは、
担体材料；
担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属；及び
ＮＯｘ吸蔵材料；
を含む組成物を含み、
担体材料は、アルミナ又はアルミナを含む混合酸化物を含み；
一種又は複数種の白金族金属は、白金とパラジウムの混合物又は合金を含み；
ＮＯｘ吸蔵材料はセリアを含み；
担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料はネオジム含有成分を含む、
ＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項２】
ネオジム含有成分が約０．５〜１８ｍｏｌ％のネオジムを含む、請求項１に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項３】
担体材料が、アルミナ、又はマグネシア／アルミナの複合酸化物若しくは混合酸化物である、請求項１又は２に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項４】
ＮＯｘ吸蔵材料が、セリウム酸化物、セリア−ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ−セリア−ジルコニア混合酸化物からなる群より選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項５】
ＮＯｘ吸蔵材料がバリウムを更に含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項６】
ＮＯｘ吸蔵材料が実質的にバリウムを含まない、請求項１から４のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項７】
第１のレイヤが実質的にロジウムを含まない、請求項１から６のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項８】
第１のレイヤが実質的にアルカリ金属を含まない、請求項１から７のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項９】
金属又はセラミックの基材に担持されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項１０】
基材がフロースルーモノリス又はフィルタモノリスである、請求項９に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項１１】
フロースルー又はフィルタ基材を形成するために触媒組成物が押し出し成形される、請求項１から８のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項１２】
担体材料、担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属、及びＮＯｘ吸蔵材料を含むＮＯｘアドソーバ触媒組成物であって、
担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料がネオジム含有成分を含む、
ＮＯｘアドソーバ触媒組成物。
【請求項１３】
ネオジム含有成分が約０．５〜１８ｍｏｌ％のネオジムを含む、請求項１２に記載のＮＯｘアドソーバ触媒組成物。
【請求項１４】
ＮＯｘ吸蔵材料がバリウムを更に含む、請求項１２又は１３に記載のＮＯｘアドソーバ触媒組成物。
【請求項１５】
ＮＯｘ吸蔵材料が実質的にバリウムを含まない、請求項１２又は１３に記載のＮＯｘアドソーバ触媒組成物。
【請求項１６】
一種又は複数種の白金族金属が、パラジウム、白金、ロジウム、及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１２から１５のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒組成物。
【請求項１７】
金属又はセラミックの基材に担持されている、請求項１２から１６のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含むＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項１８】
基材がフロースルーモノリス又はフィルタモノリスである、請求項１７に記載のＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項１９】
フロースルー又はフィルタ基材を形成するために触媒組成物が押し出し成形される、請求項１２から１６のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含むＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項２０】
一種又は複数種の貴金属又は貴金属塩を担体材料に加えてＰＧＭ−担体混合物を形成すること、及びＮＯｘ吸蔵材料をＰＧＭ−担体混合物に加えることを含む、請求項１２から１６のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒組成物の作製方法。
【請求項２１】
ネオジム含有担体材料を形成する工程を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ネオジム含有ＮＯｘ吸蔵材料を形成する工程を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
ネオジム含有塩の溶液とセリア粒子を混合すること、粒子を噴霧乾燥すること、及び噴霧乾燥した粒子を加熱することを含む、ネオジム含有材料の作製方法。
【請求項２４】
粒子の噴霧乾燥を、２５０から３５０℃の入口温度で実行する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
粒子の噴霧乾燥を、８０から１５０℃の出口温度で実行する、請求項２３又は２４に記載の方法。
【請求項２６】
噴霧乾燥した粉末を、２５０から６００℃の温度で加熱する、請求項２３から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
加熱された、噴霧乾燥した粉末を、６００から８００℃の温度で乾燥させる工程を更に含む、請求項２３から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
希薄燃焼エンジンからの排気を処理するためのＮＯｘアドソーバ触媒であって、前記ＮＯｘアドソーバ触媒は第１のレイヤを含み、前記第１のレイヤは、
担体材料；
担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属；及び
ＮＯｘ吸蔵材料；
を含む組成物を含み、
担体材料は、アルミナ又はアルミナを含む混合酸化物を含み；
一種又は複数種の白金族金属は、白金とパラジウムの混合物又は合金を含み；
ＮＯｘ吸蔵材料はセリアを含み；
担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料は請求項２３から２７のいずれか一項に記載の方法により取得可能である、
ＮＯｘアドソーバ触媒。
【請求項２９】
希薄燃焼エンジン及び請求項１から１１の又は１７から１９のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒を備えた、燃焼排気ガス流を処理するための排気処理システムであって、
希薄燃焼エンジンがＮＯｘアドソーバ触媒と流体連通している、排気処理システム。
【請求項３０】
内燃機関がディーゼルエンジンである、請求項２９に記載の排気処理システム。
【請求項３１】
選択的触媒還元触媒システム、パティキュレートフィルタ、選択的触媒還元フィルタシステム、受動的ＮＯｘアドソーバ、三元触媒システム、又はこれらの組み合わせを更に備える、請求項２９又は３０に記載の排気処理システム。
【請求項３２】
排気ガスを、請求項１から１１又は１７から１９のいずれか一項に記載のＮＯｘアドソーバ触媒、又は請求項２９から３１のいずれか一項に記載の排気処理システムと接触させることを含む、内燃機関からの排気ガスを処理する方法。
【請求項３３】
排気ガスが約１８０〜３００℃の温度である、請求項３２に記載の内燃機関からの排気ガスを処理する方法。
【請求項３４】
ネオジム含有材料を含有しない等価なＮＯｘアドソーバ材料に対し、ＮＯｘアドソーバ材料の低温でのＮＯｘ吸蔵能を改善するためのネオジム含有材料の使用。
【請求項３５】
ネオジム含有材料を含有しない等価なＮＯｘアドソーバ材料に対し、ＮＯｘアドソーバ材料の耐硫黄性を改善するためのネオジム含有材料の使用。
【請求項３６】
ネオジム含有材料を含有しない等価なＮＯｘアドソーバ材料に対し、第１の温度でのＮＯｘアドソーバ材料のＮＯｘ吸蔵能を低下させるためのネオジム含有材料の使用。
【請求項３７】
第１の温度が約３００℃である、請求項３６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネオジム含有成分を含む組成物を含むＮＯｘアドソーバ触媒、ネオジム含有成分の作製方法、及びＮＯｘアドソーバ触媒を備える希薄燃焼エンジンのための排出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、政府の法規制の対象である窒素酸化物（「ＮＯｘ」）、一酸化炭素、及び未燃焼炭化水素を含む多種多様な汚染物質を含有する排気ガスを発生させる。国及び自治体の法規制の厳格化に伴い、上記ディーゼル又はガソリンエンジンから放出され得る汚染物質の量は低減した。排気制御システムは、大気中に排出されるこれらの汚染物質の量を低減するために広範に利用されており、典型的には、その運転温度（典型的には２００℃以上）に到達すると非常に高い効率を実現する。しかしながら、前記システムは、その運転温度未満（「コールドスタート」期間）では比較的効率が悪い。
【０００３】
排気ガスを浄化するために利用される一の排気ガス処理コンポーネントは、ＮＯｘアドソーバ触媒（即ち「ＮＯｘトラップ」）である。ＮＯｘアドソーバ触媒は、ＮＯｘをリーン排気条件下で吸着し、吸着したＮＯｘをリッチ条件下で放出し、放出したＮＯｘを還元してＮ２を生成する装置である。ＮＯｘアドソーバ触媒は、ＮＯｘの吸蔵のためのＮＯｘ吸着剤と酸化／還元触媒とを典型的に含む。
【０００４】
ＮＯｘ吸着剤成分は、典型的にはアルカリ土類金属、アルカリ金属、希土類金属、又はこれらの組み合わせである。これら金属は、通常、酸化物の形態で見られる。酸化／還元触媒は、典型的には一又は複数の貴金属であり、好ましくは白金、パラジウム、及び／又はロジウムである。典型的には、白金は酸化機能を実施するために含まれており、ロジウムは還元機能を実施するために含まれている。酸化／還元触媒とＮＯｘ吸着剤は、典型的には、排気システムで使用される無機酸化物などの担体材料上にロードされる。
【０００５】
ＮＯｘアドソーバ触媒は三つの機能を実施する。第一に、酸化窒素が、酸化触媒の存在下で酸素と反応してＮＯ２を生成する。第二に、ＮＯ２がＮＯｘ吸着剤によって無機硝酸塩の形で吸着される（例えば、ＢａＯ又はＢａＣＯ３がＮＯｘ吸着剤上でＢａ（ＮＯ３）２に変換される）。最後に、エンジンがリッチ条件下で作動する場合、吸蔵された無機硝酸塩は分解してＮＯ又はＮＯ２を生成し、これがその後、還元触媒の存在下で、一酸化炭素、水素、及び／又は炭化水素（又は、ＮＨｘ若しくはＮＣＯ中間体を経由）との反応によって還元されてＮ２を生成する。典型的には、窒素酸化物は、排気流中の熱、一酸化炭素、及び炭化水素の存在下で、窒素、二酸化炭素、及び水に変換される。
【０００６】
典型的には、ＮＯｘ吸着剤材料は、少なくとも一種の白金族金属でコーティングされた、アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア、チタニア、又は混合酸化物といった無機酸化物からなる。国際公開第２００８／０４７１７０号は、希薄排気ガスからのＮＯｘが２００℃を下回る温度で吸着され、その後２００℃を上回る温度で熱的に脱着されるシステムを開示している。ＮＯｘ吸着剤は、パラジウム及びセリウム酸化物又はセリウムと少なくとも一種の他の遷移金属を含有する混合酸化物若しくは複合酸化物からなることが教示されている。
【０００７】
国際公開第２００４／０７６８２９号は、ＳＣＲ触媒の上流に配置されたＮＯｘ吸蔵触媒を含む排気ガス浄化システムを開示している。ＮＯｘ吸蔵触媒は、少なくとも一種の白金族金属（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ又はＩｒ）でコーティング又は活性化されている少なくとも一種のアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属を含む。特に好ましいＮＯｘ吸蔵触媒は、白金でコーティングされたセリウム酸化物と、それに加えて、酸化アルミニウムを基とする担体上の酸化触媒としての白金とを含むことが教示されている。ＥＰ１０２７９１９は、アルミナ、ゼオライト、ジルコニア、チタニア及び／又はランタナといった多孔性担体材料と、少なくとも０．１重量％の貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ及び／又はＲｈ）とを含むＮＯｘ吸着材を開示している。アルミナに担持された白金が例示されている。
【０００８】
加えて、米国特許第５６５６２４４号及び同第５８００７９３号は、ＮＯｘ吸蔵／放出触媒を三元触媒と組み合わせたシステムについて記載している。ＮＯｘ吸着剤は、他の金属に加えて、アルミナ、ムライト、コーディエライト、又は炭化ケイ素上に担持されたクロム、銅、ニッケル、マンガン、モリブデン、又はコバルトの酸化物を含むことが教示されている。
【０００９】
低温（典型的には約２００℃未満）では、このような触媒のＮＯｘ吸蔵機能は不十分であり、引き続き改良が必要な触媒開発の領域である。また、例えば、更に下流の触媒による次の変換のためにＮＯｘが放出されるタイミングの制御を可能にするために、特定の温度を上回る温度でＮＯｘ吸蔵特性をほとんど又はまったく有さない触媒が開発されることが望ましい。特に触媒を熱的に脱硫することが困難な場合がある低温条件下においては、燃料又はエンジン潤滑油中に存在し得る硫黄によるＮＯｘアドソーバ触媒の不活性化も問題である。
【００１０】
あらゆる自動車システム及びプロセスと同様に、排気ガス処理システムの更なる改善を達成することが望ましい。本発明者らは、低温でのＮＯｘ吸蔵特性、ＮＯｘ放出特性、及び脱硫特性が改善された新規のＮＯｘアドソーバ触媒組成物を発見した。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の第１の態様では、希薄燃焼エンジンからの排出を処理するためのＮＯｘアドソーバ触媒が提供され、前記ＮＯｘアドソーバ触媒は第１のレイヤを備え、前記第１のレイヤは、担体材料；担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属；及びＮＯｘ吸蔵材料を含む組成物を含み；担体材料はアルミナ又はアルミナを含む混合酸化物を含み；一種又は複数種の白金族金属は白金とパラジウムの混合物又は合金を含み；ＮＯｘ吸蔵材料はセリアを含み；担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料はネオジム含有成分含む。
【００１２】
本発明の第２の態様では、金属又はセラミックの基材の上に担持される、上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒が提供される。
【００１３】
本発明の第３の態様では、フロースルー又はフィルタ基材を形成するために触媒組成物が押し出し成形される、上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒が提供される。
【００１４】
本発明の第４の態様では、担体材料、担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属、及びＮＯｘ吸蔵材料を含むＮＯｘアドソーバ触媒組成物が提供され；担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料はネオジム含有成分を含む。
【００１５】
本発明の第５の態様では、金属又はセラミックの基材の上に担持される、上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含むＮＯｘアドソーバ触媒が提供される。
【００１６】
本発明の第６の態様では、フロースルー又はフィルタ基材を形成するために触媒組成物が押し出し成形される、上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含むＮＯｘアドソーバ触媒が提供される。
【００１７】
本発明の第７の態様では、一種又は複数種の貴金属又は貴金属塩を担体材料に加えてＰＧＭ−担体混合物を形成すること、及びＮＯｘ吸蔵材料をＰＧＭ−担体混合物に加えることを含む、上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒組成物の作製方法が提供される。
【００１８】
本発明の第８の態様では、ネオジム含有塩の溶液とセリア粒子を混合すること、粒子を噴霧乾燥すること、及び噴霧乾燥した粒子を加熱することを含む、ネオジム含有材料の作製方法が提供される。
【００１９】
本発明の第９の態様では、希薄燃焼エンジンからの排出を処理するためのＮＯｘアドソーバ触媒が提供され、前記ＮＯｘアドソーバ触媒は第１のレイヤを備え、前記第１のレイヤは、担体材料；担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属；及びＮＯｘ吸蔵材料を含む組成物を含み；担体材料は、アルミナ又はアルミナを含む混合酸化物を含み；一種又は複数種の白金族金属は白金とパラジウムの混合物又は合金を含み；ＮＯｘ吸蔵材料はセリアを含み；担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料は上記に定義された方法により得ることができる。
【００２０】
本発明の第１０の態様では、希薄燃焼エンジン及び上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒を備える燃焼排気ガス流を処理するための排気処理システムが提供され、この希薄燃焼エンジンはＮＯｘアドソーバ触媒と流体連通する。
【００２１】
本発明の第１１の態様では、排気ガスを、上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒又は上記に定義された排気処理システムに接触させることを含む、内燃機関からの排気ガスを処理する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるＮＯｘアドソーバ触媒を用いたエンジン試験に基づく累積ＮＯｘを示している。
【００２３】
定義
「ウオッシュコート」という用語は、当技術分野で周知であり、通常触媒の製造中に、基材に塗布される接着性コーティングを指す。
本明細書で用いられる頭字語「ＰＧＭ」は、「白金族金属」を指す。用語「白金族金属」は、一般的に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる群より選択される金属、好ましくはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ及びＰｔからなる群より選択される金属を指す。一般に、用語「ＰＧＭ」は、好ましくは、Ｒｈ、Ｐｔ及びＰｄからなる群より選択される金属を指す。
本明細書で用いられる「混合酸化物」という用語は、通常、当技術分野で従来知られているような、単一相における酸化物の混合物を指す。本明細書で用いられる「複合酸化物」という用語は、通常、当技術分野で従来知られているような、二相以上の相を有する酸化物の組成物を指す。
材料に関して本明細書で用いられる表現「実質的に含まない」とは、例えば≦５重量％、好ましくは≦２重量％、更に好ましくは≦１重量％といった、少量の材料を意味する。表現「〜を実質的に含まない」は、表現「〜を含まない」を包含する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の希薄燃焼エンジンからの排気を処理するためのＮＯｘアドソーバ触媒は第１のレイヤを備え、前記第１のレイヤは：
担体材料；
担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属；及び
ＮＯｘ吸蔵材料；
を含む組成物を含んでおり、担体材料は、アルミナ又はアルミナを含む混合酸化物を含み；
一種又は複数種の白金族金属は、白金とパラジウムの混合物又は合金を含み；
ＮＯｘ吸蔵材料はセリアを含み；
担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料はネオジム含有成分を含む。
【００２５】
本発明の別の態様は、担体材料、担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属、及びＮＯｘ吸蔵材料を含むＮＯｘアドソーバ触媒組成物であり；担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料はネオジム含有成分を含む。
【００２６】
ネオジム含有成分は、担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料、或いはそれらの両方に存在し得る。本発明のいくつかの実施態様では、担体材料とＮＯｘ吸蔵材料は実質的に同じ成分である。他の好ましい実施態様では、担体材料とＮＯｘ吸蔵材料は異なる成分である。
【００２７】
本発明のいくつかの実施態様では、担体材料は、ネオジム含有成分から本質的になるか、ネオジム含有成分からなるか、又はネオジム含有成分である。
【００２８】
本発明のいくつかの実施態様では、ＮＯｘ吸蔵材料は、ネオジム含有成分から本質的になるか、ネオジム含有成分からなるか、又はネオジム含有成分である。
【００２９】
疑義を回避するために、本発明のいくつかの実施態様では、ネオジム含有成分は担体材料である。本発明の他の実施態様では、ネオジム含有成分はＮＯｘ吸蔵材料である。実施態様は、ネオジム含有担体材料、ネオジム含有ＮＯｘ吸蔵材料、又はネオジム含有担体材料とネオジム含有ＮＯｘ吸蔵材料の両方を含み得る。
【００３０】
ネオジム含有成分は、ネオジムを含有するいずれかの塩、酸化物、複合物又は他の化合物、例えば酸化ネオジム（ＩＩＩ）とすることができる。ネオジム含有成分はネオジム金属でもよい。疑義を回避するために、可能なネオジム含有成分のリストは制限されない。
【００３１】
ネオジム含有成分は、担体材料の表面上、ＮＯｘ吸蔵材料の表面上、又はそれらの両方の表面上に存在し得る。ネオジム含有成分は、追加的に又は代替的に、担体材料、ＮＯｘ吸蔵材料、又はそれらの両方に組み込むことができる。担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料に組み込まれるネオジム含有成分の一例は、例えばいずれかの材料の格子構造内における、担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料の原子のネオジムによる置き換えであろう。
【００３２】
本発明のいくつかの実施態様では、ネオジム含有成分はドーパントとして存在する。即ち、本発明は、ネオジムでドープされた担体材料、ネオジムでドープされたＮＯｘ吸蔵材料、又はネオジムでドープされた担体材料とネオジムでドープされたＮＯｘ吸蔵材料の両方を含み得る。
【００３３】
本発明の組成物中に存在するネオジム含有成分は、所与の温度を上回る温度、例えば１８０、２００、２５０、又は３００℃、好ましくは約３００℃を上回る温度でＮＯｘをまったく又は実質的にまったく吸蔵しないという点で有利である。これは、したがって「ハイウェイ」条件下においてＮＯｘを放出及び／又は変換するためにリッチ排気流が不要であるため有利である。これは、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物がＳＣＲ又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流に存在するとき、このような条件下ではＳＣＲ又はＳＣＲＦＴＭ触媒が定量的ＮＯｘ変換を達成することが予想されるため、特に好ましい。加えて、このように１８０、２００、２５０又は３００℃、好ましくは約３００℃を超える温度で貯蔵されるＮＯｘが少量であるか又はないことは、車両がその後比較的コールドな条件下で、例えば「市街地」条件下で使用されるときに吸蔵されるＮＯｘがなくなることを意味し、これは、このようなコールド条件下においてＮＯｘの脱離を低減するという更なる利点を有する。
【００３４】
いくつかの実施態様では、ネオジム含有成分は、ネオジムを含有しない同等の材料と比較して、特徴的なラマンシフトを含む。ネオジム含有成分がネオジムでドープされたセリアである一実施態様では、未ドープのセリア材料の場合の４６５ｃｍ−１と比較して、特徴的なラマンシフトは４６２ｃｍ−１である。このような実施態様では、未ドープ材料と比較して、５６０ｃｍ−１におけるラマンバンドの強度に特徴的な上昇もある。
【００３５】
ネオジム含有成分は、Ｘ線回折により測定した場合に、ネオジムを含有しない同等の材料におけるより小さい、クリスタライトの大きさを有することを特徴とし得る。ネオジム含有成分がネオジムでドープされたセリアである一実施態様では、ネオジム含有成分のクリスタライトの大きさは、未ドープ材料の場合の約７．５ｎｍ、例えば７．５から８．５ｎｍ、好ましくは約８．０ｎｍより大きな結晶の大きさと比較して、約６．５ｎｍ未満、例えば６．２から６．８ｎｍ、好ましくは約６．４ｎｍであり得る。理論に拘束されることは望まないが、ネオジムは、ネオジム含有成分、例えばネオジムでドープされたセリアの格子構造中に組み込まれると考えられる。
【００３６】
ネオジム含有成分はどのような量で存在してもよいが、ネオジム含有成分中のＮｄをｍｏｌ％で表して、好ましくは約０．５−１８ｍｏｌ％、更に好ましくは約１−１６ｍｏｌ％、それよりも更に好ましくは約２−１２ｍｏｌ％の量で存在する。例えば、ネオジム含有成分は、約０．５、１、２、４、６、８、１０、１１、１２、１４、１６、又は１８ｍｏｌ％で存在する。
【００３７】
ネオジム含有成分は、ネオジム含有成分中のＮｄをｗｔ％で表して、好ましくは約０．５−２０ｗｔ％、更に好ましくは約２．５−１８．５ｗｔ％のネオジムを含む。ＮＯｘアドソーバ触媒組成物が複数のレイヤを含む触媒中の一のレイヤとして存在する場合、ｗｔ％は、そのＮＯｘアドソーバ触媒組成物のレイヤ中のみに存在するネオジムの量に言及する。
【００３８】
ネオジム含有成分は、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物のｗｔ％で表して、好ましくは約０．１−１０ｗｔ％、更に好ましくは約０．３−７．０ｗｔ％のネオジムを含む。ＮＯｘアドソーバ触媒組成物が複数のレイヤを含む触媒中の一のレイヤとして存在する場合、ｗｔ％は、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物レイヤ中に存在するネオジムの量にのみ言及する。
【００３９】
ネオジム含有成分は、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物のｍｏｌ％で表して、好ましくは約１．５−１０．５ｍｏｌ％、更に好ましくは約２．０−７．０％のネオジムを含む。ＮＯｘアドソーバ触媒組成物が複数のレイヤを含む触媒中の一のレイヤとして存在する場合、ｍｏｌ％は、そのＮＯｘアドソーバ触媒組成物のレイヤ中のみに存在するネオジムの量に言及する。
【００４０】
担体材料は、アルミナ若しくは混合酸化物、又はこれらの複合酸化物を含む。特に好ましい担体材料は、アルミナ、又はマグネシア／アルミナの複合酸化物若しくは混合酸化物を含む。
【００４１】
好ましい担体材料は、好ましくは、１０から１５００ｍ２／ｇの範囲内の表面積、０．１から４ｍＬ／ｇの範囲内の細孔容積、及び約１０から１０００オングストロームの細孔径を有する。８０ｍ２／ｇを超える表面積を有する高表面積担体、例えば高表面積アルミナが特に好ましい。他の好ましい担体材料はマグネシア／アルミナ複合酸化物を含み、任意選択的に更にセリウム含有成分、例えばセリアを含む。このような場合、セリアは、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面上に、例えばコーティングとして存在してよい。
【００４２】
ＮＯｘ吸蔵材料は、セリウム酸化物、セリア−ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ−セリア−ジルコニア混合酸化物からなる群より選択される。ＮＯｘ吸蔵材料はセリウム酸化物を含み、例えば好ましくはセリウム酸化物である。本発明のいくつかの実施態様では、ＮＯｘ吸蔵材料はバリウムを更に含む。しかしながら、本発明の組成物にＮＯｘ吸蔵材料としてバリウムを含むことは必須ではなく、即ちバリウムは本発明の組成物の任意選択的成分であることに注意されたい。換言すれば、本発明のいくつかの組成物は、バリウムを実質的に含まない。
【００４３】
したがって、本発明のいくつかの組成物は、ネオジム含有成分を含む、バリウム不含ＮＯｘアドソーバ組成物である。このような組成物では、ネオジム含有成分がＮＯｘ吸蔵材料として機能し得る。本発明のいくつかのバリウム不含ＮＯｘアドソーバ組成物では、ネオジム含有成分はドーパントとして存在する。即ち、バリウム不含ＮＯｘアドソーバ組成物は、ネオジムでドープされた担体材料、ネオジムでドープされたＮＯｘ吸蔵材料、又はネオジムでドープされた担体材料とネオジムでドープされたＮＯｘ吸蔵材料の両方を含み得る。
【００４４】
本発明の好ましいバリウム不含ＮＯｘアドソーバ組成物では、ネオジム含有成分は、ネオジムでドープされたアルミナ、ネオジムでドープされたセリア、又はネオジムでドープされたマグネシア／アルミナ複合酸化物である。
【００４５】
実質的にバリウムを含まないか又はＮＯｘ吸蔵材料としてのバリウムを含まない本発明の組成物（例えばバリウム不含ＮＯｘアドソーバ組成物）は、１８０、２００、２５０又は３００℃、好ましくは約３００℃を上回る温度において、同等のバリウム含有組成物より少ないＮＯｘを吸蔵するため、特に有利である。換言すれば、実質的にバリウムを含まない又はＮＯｘ吸蔵材料としてのバリウムを含まない本発明の組成物は、１８０、２００、２５０又は３００℃、好ましくは約３００℃を上回る温度において、同等のバリウム含有組成物より改善されたＮＯｘ放出特性を有する。このような組成物は、等価なバリウム含有組成物に対して改善された耐硫黄性も有し得る。このような文脈において、「改善された耐硫黄性」とは、実質的にバリウムを含まない本発明の組成物が、等価なバリウム含有組成物と比較して、硫酸化への耐性が高いか、より低温で熱的に脱硫することができるか、又はその両方である。
【００４６】
ＮＯｘ吸蔵材料がバリウムを含まない実施態様では、好ましいＮＯｘ吸蔵材料は、ＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料である。このような材料は、当技術分野においていずれかの既知の方法、例えばインシピエントウェットネス含浸又は噴霧乾燥により事前形成することができる。ＮＯｘアドソーバ触媒組成物がバリウムを含有する場合、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物は、組成物の重量％で表して、好ましくは０．１から１０重量パーセントのバリウム、更に好ましくは０．５から５重量パーセントのバリウム、例えば約４．５重量パーセントのバリウムを含む。
【００４７】
本発明のいくつかの好ましいＮＯｘアドソーバ触媒では、第１のレイヤは、実質的にアルカリ金属を含まない。
【００４８】
本発明のいくつかの好ましいＮＯｘアドソーバ触媒では、第１のレイヤは、実質的にロジウムを含まず、好ましくはロジウムをまったく含まない。このようなＮＯｘアドソーバ触媒では、第１のレイヤは担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属を含み、一種又は複数種の白金族金属は、白金とパラジウムの混合物又は合金から本質的になり、好ましくはそのような混合物又は合金からなる。
【００４９】
一種又は複数種の白金族金属（ＰＧＭ）は、好ましくは、白金、パラジウム、ロジウム、又はこれらの混合物からなる群より選択される。白金、パラジウム及びこれらの混合物、例えば白金とパラジウムの混合物が特に好ましい。ＮＯｘアドソーバ触媒組成物は、好ましくは０．１から１０重量パーセントのＰＧＭ、更に好ましくは０．５から５重量パーセントのＰＧＭ、最も好ましくは１から３重量パーセントのＰＧＭを含有する。
【００５０】
本発明のＮＯｘアドソーバ触媒組成物は、当業者に既知の成分を更に含んでもよい。例えば、本発明の組成物は、少なくとも一の結合剤及び／又は少なくとも一の界面活性剤を更に含み得る。結合剤が存在する場合、分散性のアルミナ  結合剤が好ましい。
【００５１】
本発明のＮＯｘアドソーバ触媒組成物は、いずれかの適切な手段によって調製することができる。好ましくは、一種又は複数種の白金族金属、及び／又はネオジム含有成分、及び／又はＮＯｘ吸蔵材料が、いずれかの既知の手段によって担体上にロードされてＮＯｘアドソーバ触媒組成物を形成する。付加方式は特に重要とは考慮されない。例えば、白金族金属化合物（例えば硝酸白金）、ネオジム化合物（例えば硝酸ネオジム）、及びセリウム化合物（例えば、セリア含有材料への前駆物質としての硝酸セリウム）は、含浸、吸着、イオン交換、インシピエントウェットネス、沈殿などにより、又は当業者で一般に知られている他のいずれかの手段により、担体（例えばアルミナ）上に担持される。
【００５２】
白金族金属（ＰＧＭ）、ネオジム含有成分及び／又はＮＯｘ吸蔵成分を担体に付加する順序は重要とは考慮されない。例えば、ＰＧＭ、ネオジム含有成分及びセリウム化合物は担体に、同時に、又はいずれかの順序で連続的に付加される。
【００５３】
本発明の更なる態様は、金属又はセラミックの基材上に担持される、上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含むＮＯｘアドソーバ触媒である。基材は、フロースルー基材又はフィルタ基材とすることができるが、好ましくはフロースルーモノリス基材である。
【００５４】
フロースルーモノリス基材は、それらの間に長手方向を規定する第一の面及び第二の面を有する。フロースルーモノリス基材は、第１の面と第２の面の間に延びる複数のチャネルを有する。複数のチャネルは長手方向に延び、複数の内表面（例えば各チャネルを画定する壁の表面）を提供する。複数のチャネルの各々は、第１の面と第２の面にそれぞれ一の開口を有する。疑義を回避するために、フロースルーモノリス基材はウォールフロー型フィルタではない。
【００５５】
第１の面は、典型的には基材の入口端にあり、第２の面は基材の出口端にある。
【００５６】
チャネルは、一定の幅を有することができ、各複数のチャネルは均一なチャネル幅を有することができる。
【００５７】
好ましくは、長手方向に直交する平面内で、モノリス基材は１平方インチ当たり１００から５００チャネル、好ましくは２００から４００チャネルを有する。例えば、第一の面上で、開口第一チャネル及び閉鎖第二チャネルの密度は、１平方インチ当たり２００から４００チャネルである。チャネルは、長方形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形、又はその他多角形の断面を有し得る。
【００５８】
モノリス基材は、触媒材料を保持するための担体として働く。モノリス基材を形成するのに適した材料は、セラミック様の材料、例えばコーディエライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ−シリカ−マグネシア若しくはケイ酸ジルコニウム、又は多孔質、耐火性金属を含む。多孔質モノリス基材の製造におけるそのような材料及びそれらの使用は当技術分野で周知である。
【００５９】
本明細書に記載されるフロースルーモノリス基材が単一の構成部品（即ち単一ブリック）であることに注意されたい。それでも、排気処理システムを形成するとき、使用されるモノリスは、複数のチャネルを一緒に接着することによって、又は本明細書に記載されるような複数の小さなモノリスを一緒に接着することによって形成されてよい。そのような技術は、当技術分野において周知であり、排気処理システムの適切なケーシング及び構成も同様である。
【００６０】
本発明の別の実施態様では、本明細書に記載されるＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含むＮＯｘアドソーバ触媒は、フロースルー又はフィルタ基材を形成するために押出成形される。
【００６１】
ＮＯｘアドソーバ触媒がセラミック基材を含む実施態様では、セラミック基材は、いずれかの適切な耐火材料、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、マグネシア、ゼオライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム類、ケイ酸マグネシウム類、アルミノケイ酸塩類及びメタロアルミノケイ酸塩類（コーディエライト及びスポジュメンなど）、又はこれらのいずれか二以上の混合物又は混合酸化物から作製することができる。コーディエライト、ケイ酸アルミン酸マグネシウム及び炭化ケイ素が特に好ましい。
【００６２】
ＮＯｘアドソーバ触媒が金属基材を含む実施態様では、金属基材は、いずれかの適切な金属、特に耐熱性の金属及び金属合金、例えばチタン及びステンレス鋼、並びに、鉄、ニッケル、クロム及び／又はアルミニウムをその他の微量金属に加えて含有するフェライト合金から作製することができる。
【００６３】
好ましくは、前述のＮＯｘアドソーバ触媒は、ウオッシュコート法を用いて前述のＮＯｘアドソーバ触媒組成物を基材上に堆積させることにより調製される。ウオッシュコート法を用いてＮＯｘアドソーバ触媒成分を調製するための代表的な方法は以下に規定される。下記の方法は本発明の種々の実施態様に従って変更可能であることが理解されよう。
【００６４】
ウォッシュコートは、スラリーを形成するために、好ましくは、まず適切な溶媒中、好ましくは水中で、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物の細かく分割された粒子をスラリー化することによって実施される。スラリーは、好ましくは５から７０重量パーセント、更に好ましくは１０から５０重量パーセントの固体を含む。好ましくは、スラリーを形成する前に、実質的にすべての固体粒子が平均直径で２０ミクロン未満の粒径を有することを確実にするために、粒子は粉砕される（ｍｉｌｌｅｄ）か又は別の粉砕（ｃｏｍｍｉｎｕｔｉｏｎ）プロセスに供せられる。安定剤又は促進剤のような追加的な成分も、水溶性又は水分散性の化合物又は錯体の混合物として、スラリー内に取り込まれ得る。
【００６５】
次いで基材は、基材上にＮＯＸアドソーバ触媒組成物の望ましいローディング量が堆積されるように、スラリーで一回又は複数回、被覆されてもよい。
【００６６】
好ましくは、ＮＯｘアドソーバ触媒は、基材と、基材上の少なくとも一のレイヤとを含む。一実施態様では、少なくとも一のレイヤは、前述のＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含む。これは、上述のウオッシュコート法により生成することができる。一又は複数の追加のレイヤを、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物の一のレイヤに付加することができる。
【００６７】
一又は複数の追加のレイヤが存在する（即ちＮＯｘアドソーバ触媒組成物に加えて）実施態様では、この一種又は複数種の追加レイヤは、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含む第１のレイヤとは異なる組成物を有する。
【００６８】
一種又は複数種の追加レイヤは、一のゾーン、又は複数のゾーン、例えば二以上のゾーンを含み得る。一種又は複数種の追加レイヤが複数のゾーンを含む場合、これらゾーンは好ましくは長手ゾーンである。複数のゾーン、又は各個別ゾーンは、グラジエントとして存在してもよく、即ち一のゾーンはその全長に沿って均一な厚みを有さずにグラジエントを形成し得る。代替的に、ゾーンは、その全長に沿って均一な厚みを有してもよい。
【００６９】
いくつかの好ましい実施態様では、一の追加レイヤ、即ち第２のレイヤが存在する。
【００７０】
典型的には、第２のレイヤは、白金族金属（ＰＧＭ）（以降、「第２の白金族金属」という）を含む。一般に、第２のレイヤは第２の白金族金属（ＰＧＭ）を唯一の白金族金属として含む（即ち特定されたもの以外に触媒材料中に存在する他のＰＧＭ成分が存在しない）ことが好ましい。
【００７１】
第２のＰＧＭは、白金、パラジウム、及び白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）の組み合わせ又は混合物からなる群より選択することができる。好ましくは、白金族金属は、パラジウム（Ｐｄ）及び白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）の組み合わせ又は混合物からなる群より選択される。更に好ましくは、白金族金属は、白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）の組み合わせ又は混合物からなる群より選択される。
【００７２】
一般に、第２のレイヤは、一酸化炭素（ＣＯ）及び／又は炭化水素（ＨＣｓ）の酸化のためにある（即ちそのために成分配合されている）ことが好ましい。
【００７３】
好ましくは、第２のレイヤは、パラジウム（Ｐｄ）と、任意選択的に白金（Ｐｔ）とを、１：０（例えばＰｄのみ）から１：４の重量比で（Ｐｔ：Ｐｄの重量比が４：１から０：１であることと等価）含む。更に好ましくは、第２のレイヤは、白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）を、＜４：１、例えば≦３．５：１の重量比で含む。
【００７４】
白金族金属が白金とパラジウムの組み合わせ又は混合物であるとき、その場合第２のレイヤは白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）を、５：１から３．５：１、好ましくは２．５：１から１：２．５、更に好ましくは約１：１から２：１の重量比で含む。
【００７５】
第２のレイヤは、典型的に、担体材料（以降「第２の担体材料」という）を更に含む。第２のＰＧＭは通常、第２の担体材料上に堆積させるか、又は担持される。
【００７６】
第２の担体材料は、好ましくは耐火性酸化物である。耐火性酸化物は、アルミナ、シリカ、セリア、シリカアルミナ、セリア−アルミナ、セリア−ジルコニア、及びアルミナ−酸化マグネシウムからなる群より選択されることが好ましい。更に好ましくは、耐火性酸化物は、アルミナ、セリア、シリカ−アルミナ、及びセリア−ジルコニアからなる群より選択される。それよりも更に好ましくは、耐火性酸化物は、アルミナ又はシリカ−アルミナであり、特にシリカ−アルミナである。
【００７７】
特に好ましい第２のレイヤは、シリカ−アルミナ担体、白金、パラジウム、バリウム、モレキュラーシーブ、及びアルミナ担体、例えば希土類で安定化したアルミナ上の白金族金属（ＰＧＭ）を含む。特に好ましくは、この好ましい第２のレイヤは、シリカ−アルミナ担体、白金、パラジウム、バリウム、モレキュラーシーブを含む第１のゾーンと、アルミナ担体、例えば希土類で安定化したアルミナ上の白金族金属（ＰＧＭ）を含む第２のゾーンとを含む。この好ましい第２のレイヤは、酸化触媒、例えばディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）としての活性を有し得る。
【００７８】
更なる好ましい第２のレイヤは、アルミナ上の白金族金属を含むか、同白金族金属から本質的になるか、又は同白金族金属からなる。この好ましい第２のレイヤは、酸化触媒、例えばＮＯ２メーカー触媒としての活性を有し得る。
【００７９】
更なる好ましい第２のレイヤは、白金族金属、ロジウム、及びセリウム含有成分を含む。
【００８０】
他の好ましい実施態様では、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物に加えて、上述の好ましい第２のレイヤが二つ以上存在する。このような実施態様では、一種又は複数種の追加レイヤは、ゾーン化構成を含む任意の構成で存在し得る。
【００８１】
ＮＯｘアドソーバ触媒組成物は、第２のレイヤ又は基材（例えば貫通流モノリス基材の複数の内表面）上に配置又は担持され、好ましくは、第２のレイヤはＮＯｘアドソーバ触媒組成物の上に配置又は担持される。
【００８２】
第２のレイヤは、基材（例えば貫通流モノリス基材の複数の内表面）上に配置又は担持されてもよい。
【００８３】
第２のレイヤは、基材又はＮＯｘアドソーバ触媒組成物の全長にわたって配置又は担持され得る。代替的に、第２のレイヤは、基材又はＮＯｘアドソーバ触媒組成物の一部、例えば５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、又は９５％の上に配置又は担持され得る。
【００８４】
好ましくは、基材の全長は、ＮＯｘアドソーバ触媒組成物でコーティングされる。
【００８５】
本発明の更なる態様は、一種又は複数種の貴金属又は貴金属塩を担体材料に加えてＰＧＭ−担体混合物を形成すること、及びＮＯｘ吸蔵材料をＰＧＭ−担体混合物に加えることを含む、上記に定義されたＮＯｘアドソーバ触媒組成物の作製方法である。好ましい方法は、ネオジム含有担体材料を形成する工程を更に含む。他の好ましい方法は、ネオジム含有ＮＯｘ吸蔵材料を形成する工程を更に含む。本発明の方法は、ネオジム含有担体材料を形成する工程及びネオジム含有ＮＯｘ吸蔵材料を形成する工程を含み得る。いくつかの好ましい方法では、ネオジム含有担体材料及び／又はネオジム含有ＮＯｘ吸蔵材料は、インシピエントウェットネス含浸によって形成される。
【００８６】
ネオジム含有ＮＯｘ吸蔵材料、又はネオジム含有担体材料は、噴霧乾燥によって形成される。本発明の更なる態様は、ネオジム含有塩の溶液とセリア粒子を混合すること、粒子を噴霧乾燥すること、及び噴霧乾燥した粒子を加熱することを含む、ネオジム含有材料の作製方法である。
【００８７】
本発明の好ましい方法では、ネオジム含有塩をセリア粒子と混合することが、溶媒、例えば水中で実行される。
【００８８】
いくつかの好ましい方法では、粒子の噴霧乾燥が、２５０から３５０℃、好ましくは２８０から３２０℃、特に好ましくは約３００℃の入口温度で実行される。
【００８９】
いくつかの好ましい方法では、粒子の噴霧乾燥が、８０から１５０℃、好ましくは１００から１３０℃、特に好ましくは約１１０℃の出口温度で実行される。
【００９０】
いくつかの好ましい方法では、噴霧乾燥した粉末が、２５０から６００℃、好ましくは４００から５５０℃、特に好ましくは約５００℃の温度で加熱される。
【００９１】
いくつかの好ましい方法は、加熱した噴霧乾燥粉末を、６００から８００℃，好ましくは６２０から６８０℃、特に好ましくは約６５０℃の温度で乾燥させる追加工程を含む。
【００９２】
本発明の更なる好ましい方法は、少なくとも一の結合剤を付加すること及び／又は少なくとも一の界面活性剤を付加することといった一又は複数の追加工程を更に含む。
【００９３】
本発明の更なる態様は、希薄燃焼エンジンからの排気を処理するためのＮＯｘアドソーバ触媒であり、前記ＮＯｘアドソーバ触媒は第１のレイヤを含み、前記第１のレイヤは：
担体材料；
担体材料の上に配置された一種又は複数種の白金族金属；及び
ＮＯｘ吸蔵材料；
を含む組成物を含んでおり、
担体材料は、アルミナ又はアルミナを含む混合酸化物を含み；
一種又は複数種の白金族金属は、白金とパラジウムの混合物又は合金を含み；
ＮＯｘ吸蔵材料はセリアを含み；
担体材料又はＮＯｘ吸蔵材料は、上述の方法によって得ることができる。換言すれば、ＮＯｘ吸蔵材料は、ネオジム含有塩の溶液をセリア粒子と混合すること、粒子を噴霧乾燥すること、及び噴霧乾燥した粒子を加熱することにより得ることができる。
【００９４】
本発明の更なる態様は、上述のＮＯｘアドソーバ触媒及び希薄燃焼エンジンを備える、燃焼排気ガスの流れを処理するための排気処理システムであり、希薄燃焼エンジンはＮＯｘアドソーバ触媒と流体連通し、且つ希薄燃焼エンジンはディーゼルエンジンである。
【００９５】
好ましいシステムでは、希薄燃焼エンジンは軽量任務級ディーゼルエンジンである。ＮＯｘアドソーバ触媒は、密接に連結した位置又は床下の位置に配置され得る。
【００９６】
排気処理システムは、典型的には排気制御装置を更に含む。
【００９７】
排気制御装置は、好ましくはＮＯｘアドソーバ触媒の下流にある。
【００９８】
排気制御装置の例には、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、リーンＮＯｘ触媒（ＬＮＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）及びこれらの二以上の組み合わせが含まれる。このような排気制御装置は当技術分野で周知である。
【００９９】
前述の排気制御装置のいくつかは、フィルタリング基材を有する。フィルタリング基材を有する排気制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、及び選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒からなる群より選択することができる。
【０１００】
排気処理システムは、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの二以上の組み合わせからなる群より選択される排気制御装置を備えることが好ましい。更に好ましくは、排気制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの二以上の組み合わせからなる群より選択される。それよりも更に好ましくは、排気制御装置は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒である。
【０１０１】
本発明の排気処理システムがＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒を備えるとき、排気処理システムは、窒素系還元剤、例えばアンモニア、又はアンモニア前駆物質、例えば尿素又はギ酸アンモニウム、好ましくは尿素を、ＮＯｘアドソーバ触媒の下流及びＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流で排気ガス中に噴射するためのインジェクタを更に備えてもよい。
【０１０２】
このようなインジェクタは、窒素系還元剤前駆物質の供給源（例えばタンク）に流体連結することができる。排気ガス中への前駆物質のバルブ制御された投入は、適切にプログラミングされたエンジン管理手段及び排気ガスの組成を監視するセンサによって供給される閉ループ又は開ループフィードバックによって調節調整され得る。
【０１０３】
アンモニアはまた、カルバミン酸アンモニウム（固体）を加熱することによって生成されてもよく、生成されたアンモニアは排気ガス中に噴射することができる。
【０１０４】
インジェクタの代わりに又はインジェクタに加えて、アンモニアはインサイチュで（例えばＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流に配置されたＬＮＴのリッチ再生の間に）生成することができ、例えば、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒組成物を含むＮＯｘアドソーバ触媒。よって、排気処理システムは、炭化水素で排気ガスを富化するためのエンジン管理手段を更に備えることができる。
【０１０５】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒は、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｌａ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｖ、ランタニド系及び第ＶＩＩＩ族遷移金属（例えばＦｅ）のうち少なくとも一種からなる群より選択される金属を含むことができ、この金属は耐火性酸化物又はモレキュラーシーブに担持される。金属は、好ましくはＣｅ、Ｆｅ、Ｃｕ及びこれらのいずれか二種以上の組み合わせから選択され、更に好ましくは金属はＦｅ又はＣｕである。
【０１０６】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒用の耐火性酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、及びそれらのうちの二以上を含む混合酸化物からなる群より選択され得る。非ゼオライト触媒は、酸化タングステン、例えばＶ２Ｏ５／ＷＯ３／ＴｉＯ２、ＷＯｘ／ＣｅＺｒＯ２、ＷＯｘ／ＺｒＯ２又はＦｅ／ＷＯｘ／ＺｒＯ２も含み得る。
【０１０７】
ＳＣＲ触媒、ＳＣＲＦＴＭ触媒又はこれらのウオッシュコートがアルミノシリケートゼオライト又はＳＡＰＯなどの少なくとも一種類のモレキュラーシーブを含む場合が特に好ましい。少なくとも一種のモレキュラーシーブは、小細孔、中細孔又は大細孔モレキュラーシーブとすることができる。本明細書において「小細孔モレキュラーシーブ」とは、ＣＨＡなど、最大環サイズ８を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「中細孔モレキュラーシーブ」とは、ＺＳＭ−５など、最大環サイズ１０を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「大細孔モレキュラーシーブ」とは、ベータなど、最大環サイズ１２を有するモレキュラーシーブを意味する。小細孔モレキュラーシーブはＳＣＲ触媒における使用にとって潜在的に有利である。
【０１０８】
本発明の排気処理システムにおいて、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒のために好ましいモレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−２０、ＺＳＭ−３４を含むＥＲＩ、モルデナイト、フェリエライト、ベータを含むＢＥＡ、Ｙ、ＣＨＡ、Ｎｕ−３を含むＬＥＶ、ＭＣＭ−２２及びＥＵ−１からなる群より選択される合成アルミノシリケートゼオライトモレキュラーシーブであり、好ましくはＡＥＩ又はＣＨＡであり、シリカのアルミナに対する比が約１０から約５０、例えば約１５から約４０である。
【０１０９】
第１の排気処理システムの実施態様では、排気処理システムは、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒及び触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）を含む。典型的には、ＮＯｘアドソーバ触媒の後に触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）が続く（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒はＣＳＦの上流にある）。よって、例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒の出口は触媒化スートフィルタの入口に接続される。
【０１１０】
第２の排気処理システムの実施態様は、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒を備える排気処理システムに関する。
【０１１１】
典型的には、ＮＯｘアドソーバ触媒の後に触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）が続く（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒はＣＳＦの上流にある）。典型的には、触媒化スートフィルタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、ＣＳＦはＳＣＲ触媒の上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配置してもよい。よって、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）の後に窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、ＣＳＦはインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。
【０１１２】
第３の排気処理システムの実施態様では、排気処理システムは、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒及び触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を含む。
【０１１３】
第３の排気処理システムの実施態様では、典型的には本発明のＮＯｘアドソーバ触媒の後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒はＳＣＲの上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、酸化触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配置してもよい。よって、触媒化モノリス基材の後に窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、触媒化モノリス基材はインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の後に、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が続く（例えば、ＳＣＲはＣＳＦ又はＤＰＦの上流にある）。
【０１１４】
第４の排気処理システムの実施態様は、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒及び選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒を備える。典型的には、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒の後に選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続く（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１１５】
窒素系還元剤のインジェクタは、ＮＯｘアドソーバ触媒と選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒の間に配置してもよい。よって、ＮＯｘアドソーバ触媒の後に窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒がインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタがＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１１６】
排気処理システムが、上述の第２から第４の排気システムの実施態様のような、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒を含む場合、ＡＳＣは、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の下流に（即ち別個の基材モノリスとして）配置することができるか、又は、更に好ましくは、ＳＣＲ触媒を備えたモノリス基材の下流のゾーン又は終端は、ＡＳＣの担体として使用することができる。
【０１１７】
本発明の別の態様は車両に関する。車両は、内燃機関、好ましくはディーゼルエンジンを備える。内燃機関、好ましくはディーゼルエンジンは、本発明の排気処理システムに連結される。
【０１１８】
ディーゼルエンジンは、≦５０ｐｐｍの硫黄、更に好ましくは≦１５ｐｐｍの硫黄、例えば≦１０ｐｐｍの硫黄、それよりも更に好ましくは≦５ｐｐｍの硫黄を含む燃料、好ましくはディーゼル燃料で動作するよう構成又は適合されることが好ましい。
【０１１９】
車両は、米国又は欧州の法律で規定されるような軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）であり得る。軽量ディーゼル車両は、典型的には＜２８４０ｋｇの重量を有し、更に好ましくは＜２６１０ｋｇの重量を有する。米国では、軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）は、≦８５００ポンド（米国ポンド）の総重量を有するディーゼル車両を指す。欧州では、軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）という用語は、（ｉ）運転席の他に８席以下の座席を備え、５トン以下の最大質量を有する乗用車、及び（ｉｉ）１２トン以下の最大質量を有する貨物輸送車を指す。
【０１２０】
代替的に、車両は、米国の法律で規定されている、＞８５００ポンド（米国ポンド）の総重量を有するディーゼル車のような大型ディーゼル車（ＨＤＶ）であってもよい。
【０１２１】
本発明のさらなる態様は、排気ガスを上述のＮＯｘアドソーバ触媒に接触させることを含む、内燃機関からの排気ガスを処理する方法である。好ましい方法では、排気ガスはリッチガス混合体である。更なる好ましい方法では、排気ガスはリッチガス混合体とリーンガス混合体の間を循環する。
【０１２２】
内燃機関からの排気ガスを処理するいくつかの好ましい方法では、排気ガスは約１８０から３００℃の温度である。
【０１２３】
内燃機関からの排気ガスを処理するさらなる好ましい方法では、排気ガスを、上述のＮＯｘアドソーバ触媒に加えて、一種又は複数種の更なる排気制御装置と接触させる。一又は複数の排気制御装置は、好ましくはＮＯｘアドソーバ触媒の下流にある。
【０１２４】
更なる排気制御装置の例には、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、リーンＮＯｘ触媒（ＬＮＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）及びこれらの二以上の組み合わせが含まれる。このような排気制御装置は当技術分野で周知である。
【０１２５】
前述の排気制御装置のいくつかは、フィルタリング基材を有する。フィルタリング基材を有する排気制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、及び選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒からなる群より選択することができる。
【０１２６】
方法は、排気ガスを、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの二以上の組み合わせからなる群より選択される排気制御装置と接触させることを含むことが好ましい。更に好ましくは、排気制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの二以上の組み合わせからなる群より選択される。それよりも更に好ましくは、排気制御装置は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒である。
【０１２７】
本発明の方法が排気ガスをＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒と接触させることを含むとき、その場合方法は、窒素系還元剤、例えばアンモニア、又はアンモニア前駆物質、例えば尿素又はギ酸アンモニウム、好ましくは尿素を、ＮＯｘアドソーバ触媒の下流且つＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流で排気ガス中に噴射することを更に含み得る。
【０１２８】
このような噴射は、インジェクタによって実行され得る。インジェクタは、窒素系還元剤前駆物質の供給源（例えばタンク）に流体連結することができる。前駆物質の排気ガスへのバルブ制御された投入は、適切にプログラミングされたエンジン管理手段及び排気ガスの組成を監視するセンサによって供給される閉ループ又は開ループフィードバックによって調節することができる。
【０１２９】
アンモニアは、カルバミン酸アンモニウム（固体）を加熱することによって生成されてもよく、生成されたアンモニアは排気ガス中に噴射することができる。
【０１３０】
インジェクタの代わりに又はインジェクタに加えて、アンモニアはインサイチュで（例えばＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流に配置されたＬＮＴのリッチ再生の間に）生成され得る。よって、方法は、炭化水素で排気ガスを富化することを更に含み得る。
【０１３１】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒は、耐火性酸化物又はモレキュラーシーブに担持された、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｌａ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｖ、ランタニド系及び第ＶＩＩＩ族遷移金属（例えばＦｅ）のうち少なくとも一種からなる群より選択される金属を含むことができる。金属は、好ましくはＣｅ、Ｆｅ、Ｃｕ及びこれらのいずれか二種以上の組み合わせから選択され、更に好ましくは金属はＦｅ又はＣｕである。
【０１３２】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒用の耐火性酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、及びそれらのうちの二以上を含む混合酸化物からなる群より選択され得る。非ゼオライト触媒は、酸化タングステン（例えばＶ２Ｏ５／ＷＯ３／ＴｉＯ２、ＷＯｘ／ＣｅＺｒＯ２、ＷＯｘ／ＺｒＯ２又はＦｅ／ＷＯｘ／ＺｒＯ２）も含み得る。
【０１３３】
ＳＣＲ触媒、ＳＣＲＦＴＭ触媒又はこれらのウオッシュコートがアルミノシリケートゼオライト又はＳＡＰＯといった少なくとも一種のモレキュラーシーブを含む場合が特に好ましい。少なくとも一種のモレキュラーシーブは、小細孔、中細孔又は大細孔モレキュラーシーブとすることができる。本明細書において「小細孔モレキュラーシーブ」とは、ＣＨＡなど、最大環サイズ８を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「中細孔モレキュラーシーブ」とは、ＺＳＭ−５など、最大環サイズ１０を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「大細孔モレキュラーシーブ」とは、ベータなど、最大環サイズ１２を有するモレキュラーシーブを意味する。小細孔モレキュラーシーブはＳＣＲ触媒における使用にとって潜在的に有利である。
【０１３４】
本発明の排気ガス処理方法において、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒にとって好ましいモレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−２０、ＺＳＭ−３４を含むＥＲＩ、モルデナイト、フェリエライト、ベータを含むＢＥＡ、Ｙ、ＣＨＡ、Ｎｕ−３を含むＬＥＶ、ＭＣＭ−２２及びＥＵ−１からなる群より選択される合成アルミノシリケートゼオライトモレキュラーシーブであり、好ましくはＡＥＩ又はＣＨＡであり、シリカのアルミナに対する比は約１０から約５０、例えば約１５から約４０である。
【０１３５】
第１の実施態様では、方法は、排気ガスを本発明のＮＯｘアドソーバ触媒及び触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）と接触させることを含む。典型的には、ＮＯｘアドソーバ触媒の後に触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）が続く（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒はＣＳＦの上流にある）。よって、例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒の出口は触媒化スートフィルタの入口に接続される。
【０１３６】
排気ガスを処理する方法の第２の実施態様は、排気ガスを本発明のＮＯｘアドソーバ触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と接触させることを含む方法に関する。
【０１３７】
典型的には、ＮＯｘアドソーバ触媒の後に触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）が続く（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒はＣＳＦの上流にある）。典型的には、触媒化スートフィルタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、ＣＳＦはＳＣＲ触媒の上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配置してもよい。よって、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）の後に窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、ＣＳＦはインジェクタの上流にあってもよく）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にあってもよい）。
【０１３８】
排気ガスを処理する方法の第３の実施態様では、方法は、排気ガスを、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒及び触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）と接触させることを含む。
【０１３９】
排気ガスを処理する方法の第３の実施態様では、典型的には本発明のＮＯｘアドソーバ触媒の後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒はＳＣＲ触媒の上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、酸化触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配置してもよい。よって、ＮＯｘアドソーバ触媒の後に窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒がインジェクタの上流にあってもよく）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタがＳＣＲ触媒の上流にあってもよい）。選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の後に、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が続く（例えば、ＳＣＲはＣＳＦ又はＤＰＦの上流にある）。
【０１４０】
排気ガスを処理する方法の第４の実施態様は、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒及び選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒を含む。典型的には、本発明のＮＯｘアドソーバ触媒の後に選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続く（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１４１】
窒素系還元剤のインジェクタは、ＮＯｘアドソーバ触媒と選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒の間に配置することができる。よって、ＮＯｘアドソーバ触媒の後に窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、ＮＯｘアドソーバ触媒がインジェクタの上流にあってもよく）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタがＳＣＲＦ触媒の上流にあってもよい）。
【０１４２】
排気処理システムが、上述の第２から第４の方法の実施態様のように、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒を含むとき、ＡＳＣは、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の下流に（すなわち別個のモノリス基材として）配置することができるか、又は、更に好ましくは、ＳＣＲ触媒を備えたモノリス基材の下流の区域又は終端をＡＳＣのための担体として使用することができる。
【０１４３】
本発明の更なる態様は、ネオジム含有材料を含有しない等価なＮＯｘアドソーバ材料に対し、ＮＯｘアドソーバ材料の低温でのＮＯｘ吸蔵能を改善するための、ネオジム含有材料の使用である。
【０１４４】
本発明のまた更なる態様は、ネオジム含有材料を含有しない等価なＮＯｘアドソーバ材料に対し、所与の温度でのＮＯｘアドソーバ材料のＮＯｘ吸蔵能を低下させるための、ネオジム含有材料の使用である。好ましくは、所与の温度は約２００℃、更に好ましくは約２５０℃、なお更に好ましくは約２８０℃、特に好ましくは約３００℃である。
【０１４５】
本発明のまた更なる態様は、ネオジム含有材料を含有しない等価なＮＯｘアドソーバ材料に対し、ＮＯｘアドソーバ材料の耐硫黄性を改善するためのネオジム含有材料の使用である。
【実施例】
【０１４６】
次に、以下の非限定的な実施例によって本発明を例証する。
【０１４７】
方法
Ｂｒｕｋｅｒ  ＡＸＳ  Ｄ８回折計とＬｙｎｘｅｙｅ  ＰＳＤ検出器を用いてＸ線回折データを決定した。スキャンレンジ１０から１３０°２θ、０．０２°のステップサイズ、θ／θ連結スキャンモード、管電圧４０ｋＶ及び電流４０ｍＡ、周囲温度で、ＣｕのＫα放射を使用した。
【０１４８】
材料
すべての材料は市販されているもので、特に断らない限り既知の供給元から取得した。
【０１４９】
一般的調製（１）−［Ｃｅ．Ｎｄ］
ＣｅＯ２粉末を、硝酸ネオジム（ＩＩＩ）の水溶液を用いて含浸させる。含浸した粉末を、次いで一晩１１０℃で乾燥させ、続いて６５０℃で１時間か焼する。
【０１５０】
一般的調製（２）−［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］
Ａｌ２Ｏ３（ベーマイト）粉末を、硝酸ネオジム（ＩＩＩ）の水溶液を用いて含浸させる。含浸した粉末を、次いで一晩１１０℃で乾燥させ、続いて６５０℃で１時間か焼する。
【０１５１】
一般的調製（３）−噴霧乾燥した［Ｃｅ．Ｎｄ］
６７２ｇのＮｄ（ＮＯ３）３を５２８１ｇの脱塩水に溶解した。２８７３ｇの高表面積ＣｅＯ２を粉末形態で加え、混合物を３０分間撹拌した。その結果得られたスラリーを逆流モードのＳｐｒａｙ  Ｄｒｙｅｒで噴霧乾燥した（二流体、噴水ノズル、入口温度を３００℃に、出口温度を１１０℃にそれぞれ設定）。その結果得られた粉末をサイクロンから収集した。
【０１５２】
空気の流れの下で５００℃で１時間、続いて静的オーブン内で６５０℃で更に一時間、粉末をか焼した。
【０１５３】
実施例１
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（１３．０ｗｔ％）］．Ｐｔ．Ｐｄ．［Ｃｅ．Ｂａ（７％）］（１０．２ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ；８．７ｍｏｌ％  Ｃｅ．Ｂａ）の調製
ＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料は、酢酸バリウム及び高表面積セリアから形成し、続いて６５０℃で１時間か焼する。
１．７７ｇ／ｉｎ３［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］（上記一般的調製（２）に従って調製）を、蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３−１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／Ｐｄを［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］担体に１時間吸着させる。
これに対し、次いで３．３３ｇ／ｉｎ３のＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料を、次いで０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的なコーティング手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｂａは約４．３ｗｔ％（４．６ｍｏｌ％）で存在する。Ｎｄは約０．４３ｗｔ％（４．３ｍｏｌ％）で存在する。
【０１５４】
実施例２：
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（０％）］．Ｐｔ．Ｐｄ．［Ｃｅ．Ｂａ（７ｗｔ％）］の調製
実施例１と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］の代わりにＡｌ２Ｏ３を使用して調製する。
【０１５５】
実験結果
触媒の実施例１及び実施例２を、１０％のＨ２Ｏ、２０％のＯ２、及び残部のＮ２からなるガス流中において、８００℃で５時間水熱的にエージングした。１．６リットルのベンチを取り付けたディーゼルエンジンを使用して、模擬的ＭＶＥＧ−Ｂ排出サイクルについてこれらの性能を試験した。排出は、触媒の前後で測定した。蓄積されたＮＯｘ汚染物質排出を図１に示す。エンジンアウト（触媒前）のＮＯｘ排出と触媒後のＮＯｘ排出との差異は、触媒上で除去されたＮＯｘの量を示している。図１から、ネオジム含有成分を含む実施例１は、ネオジム含有成分を含まない実施例２より大きなＮＯｘ吸着能を有する。
【０１５６】
実施例３
Ａｌ２Ｏ３  ＰｔＰｄ［Ｃｅ．Ｂａ（７ｗｔ％）］の調製
ＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料は、酢酸バリウム及び高表面積セリアから形成し、続いて６５０℃で１時間か焼する。
１．５ｇ／ｉｎ３のＡｌ２Ｏ３を蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３−１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／ＰｄをＡｌ２Ｏ３担体に１時間吸着させる。
これに対し、次いで３．２７ｇ／ｉｎ３のＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料を、次いで０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的な手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｃｅは、約５９．６ｗｔ％（４８．７ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｂａは、約４．６ｗｔ％（４．７ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１５７】
実施例４
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（７．０８ｗｔ％）］ＰｔＰｄ［Ｃｅ．Ｂａ（７ｗｔ％）］（５．３ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ；８．７ｍｏｌ％  Ｃｅ．Ｂａ）の調製
実施例３と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは、約４７．２ｗｔ％（４８．２ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約２．２ｗｔ％（２．２ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｂａは、約４．５ｗｔ％（４．６ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１５８】
実施例５
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（１３．０ｗｔ％）］．Ｐｔ．Ｐｄ．［Ｃｅ．Ｂａ（７％）］（１０．２ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ；８．７ｍｏｌ％  Ｃｅ．Ｂａ）の調製
実施例３と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは、約４６ｗｔ％（４７．６ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約４．３ｗｔ％（４．３ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｂａは、約４．３ｗｔ％（４．６ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１５９】
実施例６
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（１８．２ｗｔ％）］ＰｔＰｄ［Ｃｅ．Ｂａ（７ｗｔ％）］（１５．１ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ；８．７ｍｏｌ％  Ｃｅ．Ｂａ）の調製
実施例３と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは、約４４．９ｗｔ％（４７．１ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約６．４ｗｔ％（６．５ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｂａは、約４００ｇ／ｆｔ３のローディング量で存在する。
【０１６０】
実験結果
コアの試料を、実施例３〜６の触媒の各々から採取した。コアは、６％のＣＯ２、１２％のＯ２及び残部のＮ２を含むガス混合体中において４００℃までの傾斜で加熱し、続いて以下の表１に示すガス混合体を用いる７サイクルのリーン−リッチプレコンディショニング（いずれの場合も残部は窒素である）を行うことにより事前調整した。サイクルは、４０，０００ｈ−１の空間速度（ＳＶ）でリーン１２０秒／リッチ１０秒とした。
2019521836.tif 000002
合成ガスベンチ試験を使用して、触媒活性を決定した。表１の入口ガス混合物を使用して、模擬的な触媒活性試験（ＳＣＡＴ）ガス装置内でコアを試験した。試験は、リーン３００秒／リッチ１６秒の６サイクルからなっていた。
結果
低ＳＶ（４０，０００ｈ−１）における２００℃でのＳＣＡＴ試験の一の代表的サイクルの結果を以下の表２に示す。
2019521836.tif 000003
高ＳＶ（８０，０００ｈ−１）における４００℃でのＳＣＡＴ試験の一の代表的サイクルの結果を以下の表３に示す。
2019521836.tif 000004
表２から、それぞれ２００及び４００ｇ／ｆｔ３のＮｄを有する実施例４及び５は、Ｎｄを含有しない実施例３よりも、共に触媒出口におけるＮＯｘ濃度が低いことが分かる。逆に、６００ｇ／ｆｔ３のＮｄを有する実施例６は、実施例２、３、及び４のいずれよりも大きなＮＯｘスリップ（即ち、より高い触媒出力ＮＯｘ濃度）を示し、このことは、大きすぎるＮｄのローディング量はＮＯｘアドソーバの性能に有害であることを示唆している。
【０１６１】
実施例７
「Ａｌ２Ｏ３標準」の調製
１．５ｇ／ｉｎ３のＡｌ２Ｏ３を蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３−１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／ＰｄをＡｌ２Ｏ３担体に１時間吸着させる。
これに対し、次いで３ｇ／ｉｎ３の高表面積Ｃｅ及び０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的な手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｃｅは、約５１．９ｗｔ％（５１．１ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１６２】
実施例８
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（７．１ｗｔ％）］ＰＧＭ  Ｃｅ（５．３ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ）の調製
実施例７と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは約５０．５ｗｔ％（５０．５ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約２．４ｗｔ％（２．３ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１６３】
実施例９
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（１３．０ｗｔ％）］ＰＧＭ  Ｃｅ（１０．２ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ）の調製
実施例７と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは約４９．１ｗｔ％（４９．９ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約４．６ｗｔ％（４．６ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１６４】
実施例１０
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（１８．２ｗｔ％）］ＰＧＭ  Ｃｅ（１５．１ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ）の調製
実施例７と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは約４７．８ｗｔ％（４９．４ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約６．８ｗｔ％（６．８ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１６５】
実験結果
コアの試料を、実施例７〜１０の触媒の各々から採取した。コアを、６％のＣＯ２、１２％のＯ２、６％のＨ２Ｏ及び残部のＮ２を含むガス混合体中で６００℃までの傾斜で加熱することにより事前調整した。
合成ガスベンチ試験を使用して、触媒活性を決定した。表４の入口ガス混合物を使用して、模擬的な触媒活性試験（ＳＣＡＴ）ガス装置内でコアを試験した。試験は、４０，０００ｈ−１の空間速度（ＳＶ）でリーン３００秒／リッチ１６秒の５サイクルからなっていた。
2019521836.tif 000005
結果
２００℃でのＳＣＡＴ試験の一の代表的サイクルの結果を以下の表５に示す。
2019521836.tif 000006
表５から、それぞれ２００、４００及び６００ｇ／ｆｔ３のＮｄを有する実施例８、９及び１０の各々は、Ｎｄを含有しない実施例７よりも、触媒出口におけるＮＯｘ濃度が低いことが分かる。
実施例８〜１０の触媒の各々は、それ以上セリア含有成分を含まない。したがって、各々が更なるセリア含有成分を含む上記実施例４〜７の触媒と比較して、表３及び５の各々に示されるＮＯｘアドソーバ性能の改善が、ネオジム含有成分の存在に起因することが分かる。
【０１６６】
実施例１１
「Ｃｅ標準」の調製
２０％ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル上の１．５４ｇ／ｉｎ３の１０％  Ｃｅを、蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３〜１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／ＰｄをＣｅＯ２担体に１時間吸着させる。
これに対し、次いで３ｇ／ｉｎ３の高表面積Ｃｅ及び０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的な手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｃｅは、約５４．２ｗｔ％（４９．０ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１６７】
実施例１２
２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル（１０．１ｗｔ％  Ｃｅ）ＰＧＭ上での１０％  Ｃｅの調製［ＣｅＯ２．Ｎｄ（３．７ｗｔ％）］４．５ｍｏｌ％  Ｃｅ．Ｎｄ
実施例１１と同様に、但し［ＣｅＯ２．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（１）に従って調製）。
Ｃｅは約５３．２ｗｔ％（４８．９ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約２．４ｗｔ％（２．１ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１６８】
実施例１３
２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル（１０．１ｗｔ％  Ｃｅ）ＰＧＭ上での１０％  Ｃｅの調製［ＣｅＯ２Ｎｄ（７．０ｗｔ％）］（８．７２ｍｏｌ％  ＣｅＯ２．Ｎｄ）
実施例１１と同様に、但し［ＣｅＯ２．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（１）に従って調製）。
Ｃｅは約５１．８ｗｔ％（４８．１ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約４．６ｗｔ％（４．１ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１６９】
実施例１４
２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル（１０．１ｗｔ％  Ｃｅ）ＰＧＭ上での１０％  Ｃｅの調製［ＣｅＯ２．Ｎｄ（１０．２ｗｔ％）］（１２．９ｍｏｌ％  ＣｅＯ２．Ｎｄ）
実施例１１と同様に、但し［ＣｅＯ２．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（１）に従って調製）。
Ｃｅは約５０．４ｗｔ％（４７．６ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約６．７ｗｔ％（６．２ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１７０】
実験結果
コアの試料を、実施例１１〜１４の触媒の各々から採取した。コアを、６％のＣＯ２、１２％のＯ２、６％のＨ２Ｏ及び残部のＮ２を含むガス混合体中で６００℃までの傾斜で加熱することにより事前調整した。
合成ガスベンチ試験を使用して、触媒活性を決定した。表６の入口ガス混合物を使用して、模擬的な触媒活性試験（ＳＣＡＴ）ガス装置内でコアを試験した。試験は、４０，０００ｈ−１の空間速度（ＳＶ）でリーン３００秒／リッチ１６秒の５サイクルからなっていた。
2019521836.tif 000007
結果
２００℃でのＳＣＡＴ試験の一の代表的サイクルの結果を以下の表７に示す。
2019521836.tif 000008
表７の結果の考察
【０１７１】
実施例１５
２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル（１０．１ｗｔ％  Ｃｅ）ＰＧＭ  Ｃｅ上での１０％  Ｃｅの調製
２０％ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル上の１．５４ｇ／ｉｎ３の１０％  Ｃｅを、蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３−１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／Ｐｄを、２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル担体上の１０％  Ｃｅに１時間吸着させる。
これに対し、次いで３ｇ／ｉｎのセリア、続いて０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的な手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｃｅは、約５４．１ｗｔ％（４９．０ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１７２】
実施例１６
２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３  スピネル（１０．１ｗｔ％  Ｃｅ）ＰＧＭ上での１０％  Ｃｅの調製［Ｃｅ．Ｂａ（２．８ｗｔ％）］）（３．５ｍｏｌ％  Ｃｅ．Ｂａ）
ＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料は、酢酸バリウム及び高表面積セリアから形成し、続いて６５０℃で１時間か焼する。
２０％ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル上の１．５４ｇ／ｉｎ３の１０％  Ｃｅを、蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３〜１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／Ｐｄを、２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル担体上の１０％  Ｃｅに１時間吸着させる。
これに対し、次いで３．１３ｇ／ｉｎ３のＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料を、続いて０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的な手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｃｅは、約５３．３ｗｔ％（４８．３ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｂａは、約１．８ｗｔ％（１．６ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１７３】
実施例１７
２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３  スピネル（１０．１ｗｔ％  Ｃｅ）ＰＧＭ上での１０％  Ｃｅの調製［Ｃｅ．Ｂａ（７ｗｔ％）］（８．７ｍｏｌ％  Ｃｅ．Ｂａ）
ＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料を、酢酸バリウム及び高表面積セリアから形成し、続いて６５０℃で１時間か焼する。
２０％ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル上の１．５４ｇ／ｉｎ３の１０％  Ｃｅを、蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３−１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／Ｐｄを、２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル担体上の１０％  Ｃｅに１時間吸着させる。
これに対し、次いで３．３３ｇ／ｉｎ３のＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料を、続いて０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的な手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｃｅは、約５１．２ｗｔ％（４７ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｂａは、約４．５ｗｔ％（４．２ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１７４】
実施例１８
２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル（１０．１ｗｔ％  Ｃｅ）ＰＧＭ上での１０％  Ｃｅの調製［Ｃｅ．Ｎｄ（７ｗｔ％）］（８．７ｍｏｌ％  Ｃｅ．Ｎｄ）
２０％ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル上の１．５４ｇ／ｉｎ３の１０％  Ｃｅを、蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３−１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／Ｐｄを、２０％  ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３スピネル担体上の１０％  Ｃｅに１時間吸着させる。
これに対し、３．２７ｇ／ｉｎ３の［Ｃｅ．Ｎｄ］（上記一般手順（１）に従って調製）を、続いて０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的な手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｃｅは、約５１．８ｗｔ％（４８．３ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約４．６ｗｔ％（４．１ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１７５】
実験結果
コアの試料を、実施例１５〜１８の触媒の各々から採取した。８％のＨ２Ｏ、１４％のＯ２、３５ｐｐｍのＳＯ２及び残部のＮ２を含むガス混合体中において、４５，０００ｈ−１の空間速度（ＳＶ）で３５０℃で加熱することにより、コアを２ｇ／Ｌの硫黄に硫酸化した。
合成ガスベンチ試験を使用して、脱硫活性を決定した。表８の入口ガス混合体を、２０℃／分で１２０から６５０℃までの温度傾斜で４５，０００ｈ−１の空間速度（ＳＶ）で用いて、模擬的な触媒活性試験（ＳＣＡＴ）ガス装置内でコアを試験した。Ｈ２Ｓ及びＳＯ２の放出をマススペクトロメトリにより測定した。その結果を表９に示す。
2019521836.tif 000009
2019521836.tif 000010
表９から、４００ｇ／ｆｔ３のＮｄを含む実施例１８が、所与の温度において、ネオジム含有成分を含まない実施例１５〜１７のいずれよりも効率的な脱硫を受けることが分かる。特に、未ドープのセリウムを含む実施例１５に対して、及びそれぞれ１５０及び４００ｇ／ｆｔ３のＢａを含む実施例１６及び１７に対して、実施例１８は改善された脱硫効率を示している。これは、上記表９に示す４５０及び５００℃のデータ点において特に明らかである。
上述のようにして取得されたＤｅＳＯｘ効率のデータの別の例を表１０に示す。
2019521836.tif 000011
表１０から、４００ｇ／ｆｔ３のＮｄを含む実施例１８が、ネオジム含有成分を含まない実施例１５〜１７の各々より低い温度で所与のＤｅＳＯｘ効率（％）を達成することが分かる。それぞれ１４０及び４００ｇ／ｆｔ３のＢａを含む実施例１６及び１７のいずれにおいても、９０％の硫黄除去が達成されず、実施例１８では９０％の硫黄除去が、未ドープセリアを含む実施例１５より低い５１６℃で達成された。
したがって、表９及び表１０から、ネオジム含有成分を含む触媒が、ネオジム含有成分を含まない触媒より容易に、即ちより低温で（又は所与の温度でより高い効率で）脱硫され得ることが分かる。
【０１７６】
実施例１９
Ａｌ２Ｏ３  ＰＧＭ  Ｃｅの調製
１．５ｇ／ｉｎ３のＡｌ２Ｏ３を、蒸留水を用いてスラリー化し、次いで１３−１５μｍのｄ９０に粉砕する。スラリーに対し、９４ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び１９ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を次いで加え、均一になるまで撹拌する。Ｐｔ／ＰｄをＡｌ２Ｏ３担体に１時間吸着させる。
これに対し、次いで３ｇ／ｉｎ３の高表面積セリア及び０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を加え、均一になるまで撹拌してウオッシュコートを形成する。
次いで、標準的な手順を用いてウオッシュコートをセラミック又は金属モノリスにコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間か焼する。
Ｃｅは、約５１．９ｗｔ％（５１．１ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１７７】
実施例２０
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（１３．０ｗｔ％）］ＰＧＭ  Ｃｅ（１０．２ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ）の調製
実施例１９と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは約４９．１ｗｔ％（４９．９ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約４．６ｗｔ％（４．６ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１７８】
実施例２１
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（１８．２ｗｔ％）］ＰＧＭ  Ｃｅ（１５．１ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ）の調製
実施例１９と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは約４７．８ｗｔ％（４９．４ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約６．８ｗｔ％（６．８ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１７９】
実施例２２
［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ（２６．７ｗｔ％）］ＰＧＭ  Ｃｅ（２４．１ｍｏｌ％  Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ）の調製
実施例１９と同様に、但し［Ａｌ２Ｏ３．Ｎｄ］を使用して調製する（上記一般的調製（２）に従って調製）。
Ｃｅは約４５．４ｗｔ％（４８．３ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。Ｎｄは、約１０．８ｗｔ％（１１．１ｍｏｌ％）のローディング量で存在する。
【０１８０】
実験結果
合成ガスベンチ試験を使用して、触媒活性を決定した。表１１の入口ガス混合物を使用して、模擬的な触媒活性試験（ＳＣＡＴ）ガス装置内でコアを試験した。試験は、４０，０００ｈ−１の空間速度（ＳＶ）でリーン３００秒／リッチ１６秒の５サイクルからなっていた。
2019521836.tif 000012
結果
ＳＣＡＴ試験の一の代表的サイクルの結果を以下の表１２に示す。
2019521836.tif 000013
表１２から、それぞれ４００及び６００ｇ／ｆｔ３のＮｄを含む実施例２０及び２１の各々が、ネオジム含有成分を含まない実施例１９と比較して、１５０〜２５０℃のレンジでＮＯｘ変換の増大を示すことが分かる。また、１０００ｇ／ｆｔ３のＮｄを含む実施例２２が、この温度レンジでのＮＯｘ変換において、実施例２０及び２１よりも、これら二つの実施例と比較してＮｄのローディング量が高いにもかかわらず効果が小さいことが分かる。このことは、大きすぎるネオジム含有成分のローディング量がＮＯｘアドソーバ触媒の性能に有害であることも示す上記表２の結果と一貫している。
【０１８１】
Ｘ線回折データ
2019521836.tif 000014
Ｘ線回折データを上記のようにして収集した。表１３から、ネオジムを含む組成物が、ネオジムを含有しない同等の材料中よりも小さいクリスタライトの大きさを有することが分かる。理論に拘束されることは望まないが、ネオジムは、ネオジム含有成分、例えばネオジムでドープされたセリアの格子構造中に組み込まれると考えられる。
また、ネオジム含有試料の格子パラメータが、ネオジム不含試料に対して増大することが分かる。
【図１】
2019521836.tif 000015
【国際調査報告】
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2019521836.tif 000018
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