(57)【要約】【課題】  ４００℃以上の高温条件下において十分に高いＮＯｘ浄化活性を有し、かつ過渡状態においても十分に高いＮＯｘ浄化活性を有するＮＯｘ選択還元触媒を提供すること。【解決手段】  窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤により還元する際に使用されるＮＯｘ選択還元触媒であって、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライトと、ＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライトと、を含んでいることを特徴とするＮＯｘ選択還元触媒。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤により還元する際に使用されるＮＯｘ選択還元触媒であって、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライトと、ＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライトと、を含んでいることを特徴とするＮＯｘ選択還元触媒。
【請求項２】
前記第２のゼオライトの含有比率が、第１のゼオライト（Ａ）に対する第２のゼオライト（Ｂ）の質量比（Ｂ／Ａ）で０．２５〜１５の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のＮＯｘ選択還元触媒。
【請求項３】
前記第１のゼオライトがＣｕ−ＳＡＰＯを含有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＮＯｘ選択還元触媒。
【請求項４】
アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤の存在下において、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のＮＯｘ選択還元触媒に排ガスを接触せしめて窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することを特徴とするＮＯｘ浄化方法。
【請求項５】
前記ＮＯｘ選択還元触媒による浄化処理前の前記排ガス及び／又は前記ＮＯｘ選択還元触媒により浄化処理中の前記排ガスに、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤を間欠的に供給することを特徴とする請求項４に記載のＮＯｘ浄化方法。
【請求項６】
前記ＮＯｘ選択還元触媒に排ガスを接触せしめる前に該排ガスをＮＯｘ吸蔵還元触媒に接触させて該ＮＯｘ吸蔵還元触媒において吸収したＮＯｘをＮＨ３に還元し、その後該ＮＨ３と前記排ガス中の未処理のＮＯｘとの混合物を前記ＮＯｘ選択還元触媒に接触せしめて窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することを特徴とする請求項４に記載のＮＯｘ浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯｘ選択還元触媒及びそれを用いたＮＯｘ浄化方法に関し、より詳しくは、窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤等で還元する際に用いられるＮＯｘ選択還元触媒及びそれを用いたＮＯｘ浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジン、燃料消費率の低い希薄燃焼式（リーンバーン）エンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために、アンモニア（ＮＨ３）等の還元剤により排ガス中のＮＯｘを選択的に還元して無害なＮ２（窒素）とＨ２Ｏ（水）に分解するＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ触媒：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｃａｔａｌｙｓｔｓ）システムや、リーン雰囲気でＮＯｘを触媒上の吸着剤（ＢａやＫ等）に吸蔵し短時間触媒を還元雰囲気に晒す（間欠的にリッチ雰囲気とする）ことで吸蔵されたＮＯｘを放出して還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、ＮＳＲ触媒：ＮＯｘ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｃａｔａｌｙｓｔｓ）システム等が開発され、希薄燃焼エンジン等からの排ガス中のＮＯｘ浄化に一部適用されているが、ＮＯｘ浄化率や耐熱性、耐久性等においてまだ十分なものとはいえない。
【０００３】
そこで、近年、自動車、特に窒素酸化物の浄化が難しいディーゼル車の排ガス処理において、ＳＣＲ触媒として活性金属を担持したゼオライト触媒を含有するＮＯｘ選択還元触媒が提案されている。
【０００４】
このようなＳＣＲ触媒は、ＮＯｘの還元反応（排気浄化反応）を促進するものであり、例えば次式に示すように、アンモニア（ＮＨ３）等の還元剤の存在下でＮＯｘを還元して窒素ガスに変換して排気中のＮＯｘを浄化するものである。
２ＮＯ＋２ＮＨ３＋１／２Ｏ２→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ  ・・・・（１）
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ2Ｏ  ・・・・（２）
このようなＮＯｘ選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）としては、例えば、特開２０１３−１３８９４号公報（特許文献１）において、鉄（Ｆｅ）を包含する一種以上のＭＦＩ構造型のゼオライトと銅（Ｃｕ）を包含する一種以上のＣＨＡ構造型のゼオライトとを備えるＳＣＲ触媒が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載のような従来のＳＣＲ触媒は、４００℃以上の高温でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが十分なものではなく、しかも過渡状態でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが困難で、ＮＯｘ浄化活性の点では必ずしも十分なものではなかった。
【０００５】
また、特表２０１３−５１２０８６号公報（特許文献２）において、中細孔、大細孔又はメソ細孔結晶構造を有し選択的に約０．０１〜約２０重量％のＣｕ等の第１金属を含んでなるＣＨＡ結晶構造を有する第１触媒成分と、小細孔結晶構造を有し選択的に約０．０１〜約２０重量％のＦｅ等の第２金属を含んでなるＢＥＡ分子構造を有する第２触媒成分と、モノリス基材とを備えてなり、第１金属及び第２金属がＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｒｅ及びＩｒからなる群より独立して選択されてなるものである不均一触媒（ＳＣＲ触媒）が開示されている。しかしながら、特許文献２に記載のような従来のＳＣＲ触媒においても、４００℃以上の高温でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが十分なものではなく、しかも過渡状態でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが十分なものではなく、ＮＯｘ浄化活性の点では必ずしも十分なものではなかった。
【０００６】
更に、特表２０１３−５２３４４２号公報（特許文献３）には、ＭＦＩ構造型の１以上のゼオライト類とＢＥＡ構造型の１以上のゼオライト類とを含み、ＭＦＩ構造型の少なくとも１以上のゼオライト類の少なくとも一部及びＢＥＡ構造型の１以上のゼオライト類の少なくとも一部がそれぞれ鉄（Ｆｅ）を含有することを特徴とするＳＣＲ触媒が開示されている。しかしながら、特許文献３に記載のような従来のＳＣＲ触媒においても、４００℃以上の高温でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが十分なものではなく、しかも過渡状態でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが困難で、ＮＯｘ浄化活性の点では必ずしも十分なものではなかった。
【０００７】
また、特表２０１３−５２７０２７号公報（特許文献４）において、ＭＦＩ構造型の１以上のゼオライト類とＣＨＡ構造型の１以上のゼオライト類とを含み、ＭＦＩ構造型の１以上のゼオライト類の少なくとも一部は鉄（Ｆｅ）を含み、かつＣＨＡ構造型の１以上のゼオライト類の少なくとも一部が銅（Ｃｕ）を含むことを特徴とするＳＣＲ触媒が開示されている。しかしながら、特許文献４に記載のような従来のＳＣＲ触媒においても、４００℃以上の高温でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが十分なものではなく、しかも過渡状態でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが困難で、ＮＯｘ浄化活性の点では必ずしも十分なものではなかった。
【０００８】
更に、特開２００８−２７９３３４号公報（特許文献５）において、還元剤としてアンモニア又は尿素を使用して希薄燃焼機関から排出される排気ガス中の窒素酸化物を浄化するための選択還元型触媒であって、一体構造型担体と、白金、パラジウム、又はロジウムの貴金属から選ばれる一種以上とアルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア、酸化タングステン、遷移金属酸化物、希土類酸化物、又はこれらの複合酸化物から選ばれる一種以上とゼオライトを含んでなり排気ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）の酸化機能を有する下層触媒層と、上記貴金属を実質的に含まずゼオライトを含んでなりアンモニアの吸着機能を有する上層触媒層と、を有することを特徴とするＳＣＲ触媒が開示されている。しかしながら、特許文献５に記載のような従来のＳＣＲ触媒においても、しかしながら、特許文献３に記載のような従来の排ガス浄化用触媒においても、４００℃以上の高温でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが十分なものではなく、しかも過渡状態でのＮＯｘ浄化性能の低下を抑制することが必ずしも十分なものではなく、ＮＯｘ浄化活性の点では必ずしも十分なものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−１３８９４号公報
【特許文献２】特表２０１３−５１２０８６号公報
【特許文献３】特表２０１３−５２３４４２号公報
【特許文献４】特表２０１３−５２７０２７号公報
【特許文献５】特開２００８−２７９３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、４００℃以上の高温条件下において十分に高いＮＯｘ浄化活性を有し、かつ過渡状態においても十分に高いＮＯｘ浄化活性を有するＮＯｘ選択還元触媒及びそれを用いたＮＯｘ浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライトにＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライトを共存させることにより、驚くべきことに得られるＮＯｘ選択還元触媒が４００℃以上の高温度条件において高いＮＯｘ浄化活性を発揮することが可能となると共に、過渡状態においても高いＮＯｘ浄化活性を発揮することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明のＮＯｘ選択還元触媒は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤により還元する際に使用されるＮＯｘ選択還元触媒であって、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライトと、ＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライトと、を含んでいることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のＮＯｘ選択還元触媒においては、前記第２のゼオライトの含有比率が、第１のゼオライト（Ａ）に対する第２のゼオライト（Ｂ）の質量比（Ｂ／Ａ）で０．２５〜１５の範囲内にあるものであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明のＮＯｘ選択還元触媒においては、前記第１のゼオライトがＣｕ−ＳＡＰＯを含有するものであることであることが好ましい。
【００１５】
本発明のＮＯｘの浄化方法は、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤の存在下において、前記本発明のＮＯｘ選択還元触媒に排ガスを接触せしめて窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することを特徴とするＮＯｘ浄化方法である。
【００１６】
本発明のＮＯｘ浄化方法においては、前記ＮＯｘ選択還元触媒による浄化処理前の前記排ガス及び／又は前記ＮＯｘ選択還元触媒により浄化処理中の前記排ガスに、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤を間欠的に供給することが好ましい。
【００１７】
また、本発明のＮＯｘ浄化方法においては、前記ＮＯｘ選択還元触媒に排ガスを接触せしめる前に該排ガスをＮＯｘ吸蔵還元触媒に接触させて該ＮＯｘ吸蔵還元触媒において吸収したＮＯｘをＮＨ３に還元し、その後該ＮＨ３と前記排ガス中の未処理のＮＯｘとの混合物を前記ＮＯｘ選択還元触媒に接触せしめて窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することが好ましい。
【００１８】
なお、本発明によって上記目的が達成される理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
【００１９】
すなわち、本発明者らは、先ず、上記目的を達成するため、実際の自動車走行時での触媒動作環境における従来技術のＳＣＲ触媒の挙動に関して検討を重ねた。このような実走行時では、酸素過剰な雰囲気（リーン）と燃料過剰な雰囲気（リッチ）が交互におとずれる過渡雰囲気下にある。このような過渡雰囲気下では、例えば、ＮＳＲ触媒の後方にＳＣＲ触媒を組み合わせたＮＳＲ−ＳＣＲシステムにおいては、空燃比をリーン側からパルス状にストイキ〜リッチ側となるように制御するリッチスパイク時にＮＳＲ触媒中で生成したＮＨ３がリーン雰囲気下においてＳＣＲ触媒中でＮＯと反応するため、ＮＨ３を常にＳＣＲ触媒中で長期間保持することが必要となる。また、ＮＨ３−ＳＣＲシステムにおいては、過渡雰囲気下の場合や諸条件が適していない場合等において、未反応のＮＨ３がＳＣＲ触媒を漏出しないようにＳＣＲ触媒中で保持されることが必要となる。しかし、従来技術のＳＡＰＯにＣｕを担持したＳＣＲ触媒においては、過渡条件下、特に４００℃以上の高温において、ＳＡＰＯのＮＨ３吸着力不足により触媒中の活性点とＮＨ３が十分に接触せず、ＮＯｘ浄化活性が低下する。更に、ＳＣＲ触媒からＮＨ３がすり抜けて新たにＮＯｘ成分の発生が引き起される等により、ＮＯｘ浄化性能が低下するものと推察する。
【００２０】
そして、このような考察結果に基づいて、本発明者らは検討を重ね、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライト（Ａ）にＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライト（Ｂ）を共存させた本発明のＮＯｘ選択還元触媒においては、ＮＨ３吸着能力に優れたＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライト（Ｂ）が触媒中を通過するＮＨ３の拡散速度の低下を引き起こすことにより、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライト（Ａ）中の活性サイトとＮＨ３の接触率が増加し、高いＮＯｘ浄化性能が発揮されるようになるものと本発明者らは推察する。
【００２１】
更に、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤の存在下において、このような本発明のＮＯｘ選択還元触媒に排ガスを接触せしめると、添加したＮＨ３吸着剤としての第２のゼオライト（Ｂ）の影響により高温のＮＨ３を含む排ガスが触媒中を流通する際、ＮＯｘ選択還元触媒のＮＨ３保持力が高まり、ＮＨ３−ＳＣＲ反応によるＮＯｘ浄化率が高くなるものと本発明者らは推察する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、４００℃以上の高温条件下において十分に高いＮＯｘ浄化活性を有し、かつ過渡状態においても十分に高いＮＯｘ浄化活性を有するＮＯｘ選択還元触媒、及びそれを用いたＮＯｘ浄化方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例２及び比較例１で得られた触媒の定常ＮＯ浄化率と浄化ガス温度との関係を示すグラフである。
【図２】実施例２及び比較例１で得られた触媒の過渡ＮＯ浄化率と浄化ガス温度との関係を示すグラフである。
【図３】実施例１〜７、実施例１０及び比較例１で得られた触媒の過渡ＮＯ浄化率とゼオライト混合比との関係を示すグラフである。
【図４】実施例２、８、９及び比較例１〜８で得られた触媒の過渡ＮＯ浄化率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００２５】
［ＮＯｘ選択還元触媒］
本発明のＮＯｘ選択還元触媒は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤により還元する際に使用されるＮＯｘ選択還元触媒であって、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライトと、ＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライトと、を含んでいることを特徴とするものである。
【００２６】
（第１のゼオライト）
本発明に係るＮＯｘ選択還元触媒における第１のゼオライト（Ａ）としては、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有するゼオライト（チャバサイト型ゼオライト）である。なお、本発明におけるＣＨＡ結晶構造を有するゼオライトとしては、主たる結晶構造がＣＨＡ結晶構造であればよい。このようなゼオライトとしては、ＣＨＡ結晶構造のみから構成されるもの、或いは、主としてＣＨＡ結晶構造からなり他の結晶構造のものを含み構成されるものであることを意味する。他の結晶構造としては、特に制限されないが、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＩＺＡ、国際ゼオライト学会）が定めるコードで示すと、ＡＥＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＦＹ、ＡＨＴ、ＢＥＡ、ＤＦＯ、ＥＲＩ、ＦＡＵ、ＦＥＲ，ＧＩＳ、ＬＥＶ、ＬＴＡ、ＬＴＬ、ＭＦＩ、ＭＷＷ、ＶＦＩ等を用いることができる。その中でも、ＣＨＡ結晶構造と同等の小細孔を持つという観点から、ＡＥＩ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＬＥＶからなる群から選択される少なくとも一種が好ましい。後者の場合、ゼオライトにおけるＣＨＡ結晶構造のものの含有量は、ゼオライトの全質量１００質量％（Ｃｕ及びＦｅの担持物を含まない）に対して９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましい。このようなゼオライトにおけるＣＨＡ結晶構造のものの含有量が前記下限未満では、他種ゼオライトがＣＨＡ結晶構造を持つゼオライトの機能を阻害し、十分なＮＯｘ浄化性能が得られない傾向にある。なお、本発明におけるゼオライトの構造は、Ｘ線回折法（ＸＲＤ：Ｘ-ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）により決定する。
【００２７】
このような本発明に係る第１のゼオライトにおけるＣＨＡ結晶構造を有するゼオライトとしては、特に制限されないが、ＣＨＡ結晶構造を有するゼオライトであればよく、天然ゼオライト、合成ゼオライト、或いは人工ゼオライトのいずれでもよい。このようなゼオライトとしては、例えば、天然菱沸石、ＳＡＰＯ−３４、ＡｌＰＯ−３４、ＳＳＺ−１３、ＬＺ−２１８、ＬｉｎｄｅＤ、ＬｉｎｄｅＲ、Ｐｈｉ、ＺＫ−１４、ＺＹＴ−６等を挙げることができる。このようなゼオライトは１種を単独で又は２種以上を混合して用いることができる。なお、その中でも、均一なものを合成しやすく、かつ耐水熱性の高い材料という観点から、ＳＡＰＯ−３４、ＡｌＰＯ−３４、ＳＳＺ−１３からなる群から選択される少なくとも一種がより好ましく、ＳＡＰＯ−３４、ＳＳＺ−１３からなる群から選択される少なくとも一種が特に好ましい。
【００２８】
また、このような本発明における第１のゼオライトに含まれるＳｉの含有量としては、特に制限されないが、ゼオライトの全質量１００質量％（Ｃｕ及びＦｅの担持物を含まない）に対してＳｉＯ２として５〜２０質量％が好ましく、６〜１２質量％がより好ましい。このようなＳｉＯ２の含有量が前記下限未満では、Ｃｕ及び／又はＦｅのイオン交換サイトの量が不足するため十分な活性が得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ゼオライトの耐熱性が不十分になり活性が低下する傾向にある。
【００２９】
更に、このような本発明のＮＯｘ選択還元触媒における第１のゼオライトの粒子径としては特に制限されないが、平均粒子径が０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．１〜１μｍの範囲にあることがより好ましい。このようなゼオライトの平均粒子径が前記下限未満では水熱安定性が不充分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると成型体触媒として用いる場合、充分な強度、耐摩耗性等が得られない傾向にある。なお、本発明におけるゼオライト粒子の平均粒子径は、ゼオライト粒子を走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）観察により求め、任意の１０個以上のゼオライト粒子の一次粒子について粒子径を測定し、その粒子径の平均値を算出することにより測定したものである。なお、断面が円形でない場合には最小外接円の直径をいう。
【００３０】
このような本発明に係るＮＯｘ選択還元触媒における第１のゼオライト（Ａ）としては、前記ゼオライトの細孔内及び／又は細孔外にＣｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持していることが必要である。
【００３１】
ここで、このような本発明の第１のゼオライトにおけるＣｕの担持量としては、特に制限されないが、前記第１のゼオライトに含まれるケイ素原子の量に対してＣｕ／Ｓｉモル比で０．１〜０．８の範囲にあることが好ましく、０．１〜０．６の範囲にあることがより好ましく、０．２〜０．４の範囲にあることが特に好ましい。このようなＳｉＯ２の含有量が前記下限未満では、イオン交換したＣｕの量が少なく十分な触媒活性が得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ゼオライト骨格外のＣｕＯ種が増えるのみとなり、初期活性の向上は期待できず、更にゼオライトの耐熱性に悪影響を与える傾向にある。
【００３２】
また、このような銅の平均粒子径としては、特に制限されないが、２０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがより好ましい。このような銅の平均粒子径が前記上限を超えると、ＮＯｘとＮＨ３の反応選択性が低下する傾向にある。なお、本発明において、銅（Ｃｕ）の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により求め、任意の１００個以上の粒子について各粒子の粒子径を測定し、その粒子径の平均値を算出することにより測定したものである。なお、粒子の断面が円形ではない場合にはその粒子の断面の最大の外接円の直径とする。
【００３３】
更に、このような本発明の第１のゼオライトにおいては、前記第１のゼオライトの細孔内に担持された銅（Ｃｕ）は、イオン状態の銅（銅イオン）であることが好ましい。なお、該銅イオンは、銅イオンの近傍に銅イオンに類似した状態の変化（銅化学種）があるものも含む。なお、前記第１のゼオライトの細孔内に担持された銅（Ｃｕ）の含有量としては、前記第１のゼオライトに含まれるケイ素原子の量に対してＣｕ／Ｓｉモル比で０．０５〜０．６の範囲にあることが好ましく、０．２〜０．４の範囲にあることがより好ましい。このような含有量が前記下限未満では、含有するＣｕイオン量が不足し十分な活性が得られない傾向にある。他方、前記上限を超えると、ゼオライトの熱安定性が低下する傾向にある。
【００３４】
次に、このような本発明の第１のゼオライトにおけるＦｅの担持量としては、特に制限されないが、前記第１のゼオライトに含まれるケイ素原子の量に対してＦｅ／Ｓｉモル比で０．１〜０．８の範囲にあることが好ましく、０．１〜０．６の範囲にあることがより好ましく、０．２〜０．４の範囲にあることが特に好ましい。このようなＳｉＯ２の含有量が前記下限未満では、イオン交換したＦｅの量が少なく十分な触媒活性が得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ゼオライト骨格外のＦｅ化学種が増えるのみとなり、初期活性の向上は期待できず、更にゼオライトの耐熱性に悪影響を与える傾向にある。なお、このような第１のゼオライトとしてＣｕ及びＦｅを担持する場合は、Ｃｕ及びＦｅの総量が前記範囲内となるようにすることが好ましい。
【００３５】
また、このような鉄の平均粒子径としては、特に制限されないが、１００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。このような鉄の平均粒子径が前記上限を超えると、ＮＯｘとＮＨ３の反応選択性が低下する傾向にある。なお、本発明において、鉄（Ｆｅ）の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により求め、任意の１００個以上の粒子について各粒子の粒子径を測定し、その粒子径の平均値を算出することにより測定したものである。なお、粒子の断面が円形ではない場合にはその粒子の断面の最大の外接円の直径とする。
【００３６】
更に、このような本発明の第１のゼオライトにおいては、前記第１のゼオライトの細孔内に担持された鉄（Ｆｅ）は、イオン状態の鉄（鉄イオン）であることが好ましい。なお、該鉄イオンは、鉄イオンの近傍に鉄イオンに類似した状態の変化（鉄化学種）があるものも含む。なお、前記ゼオライトの細孔内に担持された鉄（Ｆｅ）の含有量としては、前記ゼオライトに含まれるケイ素原子の量に対してＦｅ／Ｓｉモル比で０．０５〜０．６の範囲にあることが好ましく、０．２〜０．４の範囲にあることがより好ましい。このような含有量が前記下限未満では、含有するＦｅイオン量が不足し十分な活性が得られない傾向にある。他方、前記上限を超えると、ゼオライトの熱安定性が低下する傾向にある。
【００３７】
なお、本発明のＮＯｘ選択還元触媒における第１のゼオライト（Ａ）としては、高温での水熱安定性の観点から、Ｃｕ−ＳＡＰＯ、Ｃｕ−ＡｌＰＯ、Ｃｕ−ＳＳＺからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、その中でも、Ｃｕ−ＳＡＰＯが特に好ましい。また、このような発明にかかる第１のゼオライトにおいては、ＣＨＡ結晶構造を有するゼオライトとして、シリカアルミノリン酸ゼオライトであるＳＡＰＯ−３４が特に好ましく、高温での熱的安定性、特に水熱安定性に優れ、ＮＯｘ選択還元触媒に用いた場合、高い活性と選択性を示し、これを長く維持することができるという観点で、第１のゼオライトとしてＣｕ−ＳＡＰＯ−３４が特に好ましい。
【００３８】
また、このようなＮＯｘ選択還元触媒の第１のゼオライトにおいては、本発明の効果を損なわない範囲で用いることが可能な他の成分を適宜担持してもよい。
【００３９】
（第２のゼオライト）
本発明に係るＮＯｘ選択還元触媒における第２のゼオライト（Ｂ）としては、ＭＯＲ結晶構造を有するゼオライト（モルデナイト型ゼオライト）である。なお、本発明におけるＭＯＲ結晶構造を有するゼオライトとしては、主たる結晶構造がＭＯＲ結晶構造であればよい。このようなゼオライトとしては、ＭＯＲ結晶構造のみから構成されるもの、或いは、主としてＭＯＲ結晶構造からなり他の結晶構造のものを含み構成されるものであることを意味する。他の結晶構造としては、特に制限されないが、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＩＺＡ、国際ゼオライト学会）が定めるコードで示すと、ＡＥＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＦＹ、ＡＨＴ、ＢＥＡ、ＣＨＡ，ＤＦＯ、ＥＲＩ、ＦＡＵ、ＦＥＲ，ＧＩＳ、ＬＥＶ、ＬＴＡ、ＬＴＬ、ＭＦＩ、ＭＷＷ、ＶＦＩ等を用いることができる。その中でも、高いＮＨ３が吸着性の観点から、ＬＥＶ、ＭＦＩ、ＭＷＷ、ＥＲＩからなる群から選択される少なくとも一種が好ましい。後者の場合、ゼオライトにおけるＭＯＲ結晶構造のものの含有量は、ゼオライトの全質量１００質量％に対して９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましい。このようなゼオライトにおけるＭＯＲ結晶構造のものの含有量が前記下限未満では、ＮＨ３吸着能が足りずＭＯＲ結晶構造を有するゼオライトの添加効果が得られなくなる傾向にある。なお、本発明におけるゼオライトの構造は、Ｘ線回折法（ＸＲＤ：Ｘ-ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）により決定する。
【００４０】
このような本発明に係る第２のゼオライトにおけるＭＯＲ結晶構造を有するゼオライトとしては、特に制限されないが、ＭＯＲ結晶構造を有するゼオライトであればよく、天然モルデナイト、合成モルデナイト、或いは人工モルデナイトのいずれでもよい。このようなモルデナイト型ゼオライトは、独自の細孔構造を有し、必ずしも一概にはいえないが、概略短径６．７Å×長径７．０Åの孔径を有する楕円形の主細孔が、一方向に平行に延びている。化学組成は、主にＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏからなり、構造内に酸点を有する。このようなＭＯＲ結晶構造を有するゼオライトは、独自の細孔構造と適度の酸点を有することにより、高いＮＨ３吸着性能を発揮することができる。このようなＭＯＲ結晶構造を有するゼオライを共存させ、ＮＨ３を吸着したりＮＨ３の拡散速度の低下を引き起こすことにより、前記第１のゼオライト中の活性サイトとＮＨ３の接触率を増加させ、ＮＯｘ選択還元触媒の高いＮＯｘ浄化性能が発揮されるようになる。なお、Ｎａ２Ｏが１質量％以下の微量の場合は、主として陽イオンがＨの時でありモルデナイト型ゼオライトは固体酸性を示す。主として陽イオンがＨのときはＨタイプモルデナイト（Ｈ−ＭＯＲ）、また、主として陽イオンがＮａのときはＮａタイプモルデナイト（Ｎａ−ＭＯＲ）と称される。本発明に係る第２のゼオライトにおいては、Ｈ−ＭＯＲ、Ｎａ−ＭＯＲのいずれも用いることができる。
【００４１】
また、このような本発明に係る第２のゼオライトに含まれるＳｉの含有量としては、特に制限されないが、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３モル比で１０以上であることが好ましく、２０〜５０の範囲にあることがより好ましい。このような含有量が前記下限未満では、耐熱性や耐酸化性が不十分になり吸着性能が低下する傾向にある。他方、前記上限を超えると、ゼオライトの酸点が減少してＮＨ３吸着性能が低下する傾向にある。
【００４２】
更に、このような本発明のＮＯｘ選択還元触媒における第２のゼオライトの粒子径としては、特に制限されないが、平均粒子径が０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．１〜１μｍの範囲にあることがより好ましい。このようなゼオライトの平均粒子径が前記下限未満では水熱安定性が不充分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると成型体触媒として用いる場合、充分な強度、耐摩耗性等が得られない傾向にある。なお、本発明におけるゼオライト粒子の平均粒子径は、ゼオライト粒子を走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）観察により求め、任意の１０個以上のゼオライト粒子の一次粒子について粒子径を測定し、その粒子径の平均値を算出することにより測定したものである。なお、断面が円形でない場合には最小外接円の直径をいう。
【００４３】
また、このようなＮＯｘ選択還元触媒の第２のゼオライトにおいては、本発明の効果を損なわない範囲で用いることが可能な他の成分を適宜担持してもよい。なお、このような他の成分としては、例えば、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）等の遷移金属元素を用いることができ、ＮＨ３酸化に強く影響を与えない元素という観点から、銅（Ｃｕ）及び鉄（Ｆｅ）がより好ましい。
【００４４】
なお、本発明のＮＯｘ選択還元触媒における第２のゼオライト（Ｂ）としては、ＮＨ３酸化能がさほど高くなく、かつＮＨ３吸着能をもつという観点から、Ｈ−ＭＯＲ、Ｃｕ−ＭＯＲ、Ｆｅ−ＭＯＲからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、その中でもＨ−ＭＯＲがより好ましい。
【００４５】
（ＮＯｘ選択還元触媒）
本発明のＮＯｘ選択還元触媒においては、前記第２のゼオライトの含有比率が、第１のゼオライト（Ａ）に対する第２のゼオライト（Ｂ）の質量比（Ｂ／Ａ）で０．２５〜１５の範囲内にあるものであることが好ましく、０．５〜１０の範囲内にあるものがより好ましく、１〜５の範囲内にあるものが特に好ましい。このような含有比率（Ｂ／Ａ）が前記下限未満では、ＮＨ３吸着剤の量が不足し、高温においてＮＨ３を十分に保持することができない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、触媒１ｇ当たりの活性点となる遷移金属のイオン交換サイトの量が不足することにより活性が低下する傾向にある。
【００４６】
また、本発明のＮＯｘ選択還元触媒の形態としては特に制限されず、粉末状のものをそのまま用いることができ、また、ハニカム形状のモノリス触媒、ペレット形状のペレット触媒等の形態にすることができる。このような形態のＮＯｘ選択還元触媒を製造する方法としては特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、触媒をペレット状に成型してペレット形状のＮＯｘ選択還元触媒を得る方法や、触媒を触媒基材にコートすることにより、触媒基材にコート（固定）した形態のＮＯｘ選択還元触媒を得る方法等を適宜採用してもよい。なお、このような触媒基材としては特に制限されず、得られるＮＯｘ選択還元触媒の用途等に応じて適宜選択されるが、モノリス状基材、ペレット状基材、プレート状基材等が好適に採用される。また、このような触媒基材の材質も特に制限されないが、コーディエライト、炭化ケイ素、ムライト等のセラミックスからなる基材や、クロム及びアルミニウムを含むステンレススチール等の金属からなる基材が好適に採用される。更に、本発明のＮＯｘ選択還元触媒は、他の触媒と組み合わせて利用してもよい。このような他の触媒としては、特に制限されず、公知の触媒（例えば、酸化触媒、ＮＯｘ還元触媒、ＮＯｘ吸蔵還元型（ＮＳＲ触媒）、等）を適宜用いてもよい。
【００４７】
更に、このような本発明のＮＯｘ選択還元触媒を製造するための方法としては、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。具体的なＮＯｘ選択還元触媒の製造方法としては、Ｃｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持したＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライトを準備する工程（第１のゼオライト準備工程）と、ＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライトを準備する工程（第２のゼオライト準備工程）と、前記準備した第１のゼオライトにＮＨ３吸着剤となる前記準備した第２のゼオライトを乳鉢等により混合せしめることにより上記本発明のＮＯｘ選択還元触媒を得る工程（触媒作製工程）と、を含むことを特徴とする方法である。このような第１のゼオライト準備する方法、第２のゼオライト準備する方法及び触媒を作製する方法は、特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。本発明にかかるＣＨＡ結晶構造を有する第１のゼオライト及びＭＯＲ結晶構造を有する第２のゼオライトはそれ自体既知の化合物であり、通常用いられる方法に準じて製造することができる。また、このようなゼオライトとしては市販のものを用いてもよい。
【００４８】
また、第１のゼオライト準備工程におけるＣｕ及びＦｅのうちの少なくとも１種を担持する方法は、特に制限されず、前記ゼオライトにＣｕ及び／又はＦｅを担持せしめることが可能な方法であればよく、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、一般的に用いられるイオン交換法、含浸担持法、沈殿担持法、固相イオン交換法、ＣＶＤ法等が用いられる。なお、生産性の観点で、イオン交換法、含浸担持法を用いることが好ましい。また、担持する金属（Ｃｕ及び／又はＦｅ）の原料（添加金属源）は特に制限されず、金属塩、金属錯体、金属単体、金属酸化物等を用いることができる。このような添加金属源は、担持方法や条件等により適宜選択することができる。具体的には、担持する添加金属の塩類が用いられ、例えば硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩等の無機酸塩、又は酢酸塩等の有機酸塩を用いることができる。添加金属源は、分散媒に可溶であっても不溶であってもよい。なお、添加金属（Ｃｕ及び／又はＦｅ）の担持の具体的な例としては、先ず、添加金属の塩等が溶解した水溶液（例えば、酢酸銅溶液、硝酸鉄溶液等）を準備する。次に、前記添加金属源含有水溶液に前記ゼオライトを混合し所定の温度及び時間で攪拌して添加金属（Ｃｕ及び／又はＦｅ）を含浸せしめる。次いで、添加金属（Ｃｕ及び／又はＦｅ）含浸せしめたゼオライトをろ過・洗浄、乾燥、焼成して本発明にかかる第１のゼオライトを得る。添加金属（Ｃｕ及び／又はＦｅ）の担持の他の具体的な例としては、先ず、前記ゼオライト粉末の分散液を調製する。例えば、前記ゼオライト粉末をイオン交換水に懸濁させて分散液を得る。次に、添加金属化合物（例えば、硝酸第二銅等）の水溶液を調製し、前記ゼオライト粉末分散液と混合して、前記ゼオライト粉末と添加金属（Ｃｕ及び／又はＦｅ）化合物との混合分散液を調製する。次いで、混合分散液を噴霧乾燥し、洗浄、乾燥、焼成して本発明にかかる第１のゼオライトを得る。なお、このような乾燥や焼成の際の条件は特に制限されず、公知の条件を適宜採用することができ、例えば、乾燥条件としては８０〜１２０℃で１〜５０時間程度加熱する条件を、焼成条件としては３００〜７００℃で１〜１０時間程度加熱する条件を、それぞれ採用してもよい。
【００４９】
［ＮＯｘ浄化方法］
本発明のＮＯｘ浄化方法は、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤の存在下において、上記本発明のＮＯｘ選択還元触媒に排ガスを接触せしめて窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することを特徴とするＮＯｘ浄化方法である。
【００５０】
このように、本発明は内燃機関等からの排ガスを上記本発明のＮＯｘ選択還元触媒を用いて窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する方法である。なお、内燃機関としては特に制限されず、公知の内燃機関を適宜利用でき、例えば、自動車の内燃機関（ディーゼルエンジンや希薄燃焼式（リーンバーン）エンジン等）が挙げられる。
【００５１】
また、本発明が浄化の対象とする窒素酸化物（ＮＯｘ）としては、一酸化窒素、二酸化窒素、亜酸化窒素等が挙げられる。本発明においてＮＯｘを浄化するとは、ＮＯｘをＮＯｘ選択還元触媒上で反応させ、窒素と酸素等に転化することをいう。
【００５２】
このような本発明のＮＯｘ浄化方法においては、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤を定常的もしくは間欠的に供給し、前記還元剤の存在下において、上記本発明のＮＯｘ選択還元触媒に排ガスを接触せしめる。このような還元剤としては特に制限されず、公知の還元剤を適宜採用することができる。例えば、尿素、ビウレット、シアヌル酸や各種アミン類等が挙げられる。
【００５３】
また、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤の供給量としては、特に制限されないが、具体的には、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤の供給量が、ＮＨ３換算での総量及び濃度として、０．０３〜０．０６体積％となる条件であることが好ましい。このような条件とすることにより、ＮＯｘの還元及び窒素ガスへの変換がより促進される傾向にある。
【００５４】
更に、前記内燃機関等からの排ガスを上記本発明のＮＯｘ選択還元触媒に接触させるための具体的な方法は特に制限されるものではなく、公知の方法を適宜採用することができる。例えば、内燃機関等からの排ガスのガス流路に、上記本発明のＮＯｘ選択還元触媒を配置して排ガスを接触せしめる方法を採用してもよい。
【００５５】
また、このようなアンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤を接触させる条件及び方法としては、特に制限されないが、接触条件としては、必要とするＮＨ３の総量及び濃度がＮＯｘ選択還元触媒の上流にて実現できる条件であることが好ましい。この条件とすることにより、ＮＯｘの還元及び窒素ガスへの変換がより促進される傾向にある。接触方法としては、ＮＯｘ選択還元触媒の上流側に添加或いはエンジン制御により発生させる方法であることが好ましい。この方法とすることにより、ＮＯｘの還元及び窒素ガスへの変換がより促進される傾向にある。
【００５６】
更に、本発明のＮＯｘ浄化方法においては、前記ＮＯｘ選択還元触媒による浄化処理前の前記排ガス及び／又は前記ＮＯｘ選択還元触媒により浄化処理中の前記排ガスに、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤を間欠的に供給することが好ましい。このように前記排ガスにアンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤を間欠的に供給することにより、ＮＯｘの還元及び窒素ガスへの変換がより促進され、過渡状態の高温条件下においても排気中のＮＯｘ浄化がより促進される傾向にある。
【００５７】
なお、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤の供給において、間欠的な供給とは、一定の時間をおいてアンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤を繰り返し供給することを意味する。なお、間欠的供給の条件、間欠供給の具体的方法、供給手段としては、特に制限されないが、間欠的供給の条件は十分な量を短時間で供給することが好ましい。具体的には、アンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤の添加間隔での供給量が、ＮＨ３換算での総量及び濃度として、０．０３〜０．０６体積％となる条件であることが好ましい。このような条件とすることにより、ＮＯｘの還元及び窒素ガスへの変換がより促進され、過渡状態の高温条件下においても排気中のＮＯｘ浄化がより促進される傾向にある。間欠的供給の具体的な方法としては、３秒間以上継続してアンモニア（ＮＨ３）又はアンモニアを生成可能な還元剤が供給されることが好ましい。この方法とすることにより、ＮＯｘの還元及び窒素ガスへの変換がより促進され、過渡状態の高温条件下においても排気中のＮＯｘ浄化がより促進される傾向にある。間欠的供給の供給手段としては、ＮＯｘ選択還元触媒の上流側に添加或いはエンジン制御により発生させる方法であることが好ましい。
【００５８】
また、本発明のＮＯｘ浄化方法においては、前記ＮＯｘ選択還元触媒に排ガスを接触せしめる前に該排ガスをＮＳＲ触媒（ＮＯｘ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｃａｔａｌｙｓｔｓ：吸蔵還元触媒））やＬＮＴ触媒（Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ｔｒａｐ  Ｃａｔａｌｙｓｔｓ：希薄ＮＯｘトラップ触媒）等のＮＯｘ吸蔵還元触媒に接触させて該ＮＯｘ吸蔵還元触媒において吸収したＮＯｘをＮＨ３に還元し、その後該ＮＨ３と前記排ガス中の未処理のＮＯｘとの混合物を前記ＮＯｘ選択還元触媒に接触せしめて窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化することが好ましい。このようにすることにより、ＮＳＲ触媒単独で使用した場合よりも、より多くのＮＯｘを浄化することが可能となる傾向にある。
【００５９】
なお、上記実施形態では、本発明を主にディーゼル内燃機関に適用した例を示したが、本発明は、ガソリン内燃機関にも適用できる。更に本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機等のような船舶推進機用エンジン等にも適用できる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（調製例１）
＜Ｈ−ＳＡＰＯの調製＞
所定量の水に３０質量％のリン酸と３５質量％濃度のテトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＥＡＨ）を混合し、次いで、擬ベーマイト（Ａｌ２Ｏ３含有量７５質量％、日産化学社製）を投入し、１０分間攪拌した。これに、シリカゾル（ＳｉＯ２濃度２０質量％、日産化学社製）を５分間で滴下・添加して、ＳＡＰＯ−３４合成用スラリーを調製した。次に、得られたＳＡＰＯ−３４合成用スラリー１７０ｍＬを容量２００ｍＬのテフロン（登録商標）製のオートクレーブ（宝泉社製）に充填し、１９０℃に昇温して同温度で３０時間水熱処理した（水熱合成）。その後、ろ過・洗浄を３回繰り返し、１１０℃で２４時間乾燥後、大気中６００℃で５時間焼成し、シリカアルミノリン酸ゼオライト（Ｈ−ＳＡＰＯ−３４）を調製した。得られたシリカアルミノリン酸ゼオライトの結晶構造をＸ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）の測定により確認した結果、ゼオライトであるＳＡＰＯ−３４構造に由来する回折線のみが観測された。
【００６２】
（調製例２）
＜Ｃｕ−ＳＡＰＯの調製＞
前記調製例１で得られたシリカアルミノリン酸ゼオライト（Ｈ−ＳＡＰＯ−３４）を、酢酸銅水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）０．５Ｌに懸濁させ、６０℃で５時間攪拌した。その後、ろ過・洗浄を３回繰り返し、１１０℃２４時間乾燥後、大気中５００℃で５時間焼成し、Ｃｕ担持シリカアルミノリン酸ゼオライト（Ｃｕ−ＳＡＰＯ−３４）を調製した。得られたＣｕ担持シリカアルミノリン酸ゼオライトの結晶構造をＸ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）の測定により確認した結果、ゼオライトであるＳＡＰＯ−３４構造に由来する回折線のみが観測され、Ｃｕが添加されてもゼオライト構造に変化が無いことが確認された。また、担持されたＣｕ及びその酸化物に由来する回折が認められなかったことから、Ｃｕはゼオライトに高分散に担持されていることが確認された。なお、Ｃｕ−ＳＡＰＯ中のＣｕ含有量は２．５質量％であった。
【００６３】
［Ｃｕ含有量とゼオライト組成の分析］
得られたＣｕ担持シリカアルミノリン酸ゼオライト（Ｃｕ−ＳＡＰＯ−３４）の組成分析を、蛍光Ｘ線分析法（ＸＲＦ：Ｘ−ｒａｙ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）により行った。すなわち、先ず、得られたＣｕ担持シリカアルミノリン酸ゼオライト（Ｃｕ−ＳＡＰＯ−３４）を１０００ｋｇｆ／ｃｍ２で圧粉成型し、破砕、整粒して直径０．５〜１．０ｍｍのペレット化されたＣｕ−ゼオライトを得た。次いで、得られたＣｕ−ゼオライト１．０ｇを試料として走査型蛍光Ｘ線分析装置（リガク社製、製品名ＺＳＸ  ＰｒｉｍｕｓＩＩ）によりＸＲＦ分析を行った結果、Ａｌが８．０５ｍｍｏｌ／ｇ、Ｐが５．１８ｍｍｏｌ／ｇ、Ｓｉが２．９１ｍｍｏｌ／ｇ、Ｃｕが０．３９ｍｍｏｌ／ｇであった。
【００６４】
（調製例３）
＜Ｃｕ−ＭＯＲの調製＞
Ｈ−ＭＯＲ（Ｓｉ／Ａｌ比２０、東ソー社製）を酢酸銅水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）に懸濁させ、２０℃で２４時間攪拌した。その後、ろ過・洗浄を３回繰り返し、１１０℃で２４時間乾燥後、大気中５００℃で１時間焼成し、Ｃｕ−ＭＯＲを調製した。なお、Ｃｕ−ＭＯＲ中のＣｕ含有量は３質量％であった。
【００６５】
（調製例４）
＜Ｆｅ−ＭＯＲの調製＞
Ｈ−ＭＯＲ（Ｓｉ／Ａｌ比２０、東ソー社製）を硝酸鉄水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）に懸濁させ、２０℃で２４時間攪拌した。その後、ろ過・洗浄を３回繰り返し、１１０℃で２４時間乾燥後、大気中５００℃で１時間焼成し、Ｆｅ−ＭＯＲを調製した。なお、Ｆｅ−ＭＯＲ中のＦｅ含有量は３質量％であった。
【００６６】
（調製例５）
＜Ｃｕ−ＭＦＩの調製＞
Ｈ−ＭＦＩ（Ｓｉ／Ａｌ比３０、ズードケミー社製）を酢酸銅水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）に懸濁させ、２０℃で２４時間攪拌した。その後、ろ過・洗浄を３回繰り返し、１１０℃で２４時間乾燥後、大気中５００℃で１時間焼成し、Ｃｕ−ＭＦＩを調製した。なお、Ｃｕ−ＭＦＩ中のＣｕ含有量は３質量％であった。
【００６７】
（調製例６）
＜Ｆｅ−ＭＦＩの調製＞
Ｈ−ＭＦＩ（Ｓｉ／Ａｌ比３０、ズードケミー社製）を硝酸鉄水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）に懸濁させ、２０℃で２４時間攪拌した。その後、ろ過・洗浄を３回繰り返し、１１０℃で２４時間乾燥後、大気中５００℃で１時間焼成し、Ｆｅ−ＭＦＩを調製した。なお、Ｆｅ−ＭＦＩ中のＦｅ含有量は３質量％であった。
【００６８】
（調製例７）
＜Ｃｕ−ＢＥＡの調製＞
Ｈ−ＢＥＡ（Ｓｉ／Ａｌ比２５、ズードケミー社製）を酢酸銅水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）に懸濁させ、２０℃で２４時間攪拌した。その後、ろ過・洗浄を３回繰り返し、１１０℃で２４時間乾燥後、大気中５００℃で１時間焼成し、Ｃｕ−ＢＥＡを調製した。なお、Ｃｕ−ＢＥＡ中のＣｕ含有量は３質量％であった。
【００６９】
（調製例８）
＜Ｆｅ−ＢＥＡの調製＞
Ｈ−ＢＥＡ（Ｓｉ／Ａｌ比２５、ズードケミー社製）を硝酸鉄水溶液（０．１ｍｏｌ／Ｌ）に懸濁させ、２０℃で２４時間攪拌した。その後、ろ過・洗浄を３回繰り返し、１１０℃で２４時間乾燥後、大気中５００℃で１時間焼成し、Ｆｅ−ＢＥＡを調製した。なお、Ｆｅ−ＢＥＡ中のＦｅ含有量は３質量％であった。
【００７０】
（実施例１）
調製例２で調製したＣｕ−ＳＡＰＯ（Ｃｕ担持シリカアルミノリン酸ゼオライト）に対し、質量比で２：１となるようにＨ−ＭＯＲ（Ｓｉ／Ａｌ比２０、東ソー社製）を加え、乳鉢で物理混合し、粒径が１０〜１００μｍの粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７１】
（実施例２）
Ｃｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲとの混合比を質量比で１：１となるように調整した以外は実施例１と同様にして粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７２】
（実施例３）
Ｃｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲとの混合比を質量比で１：２となるように調整した以外は実施例１と同様にして粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７３】
（実施例４）
Ｃｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲとの混合比を質量比で１：３となるように調整した以外は実施例１と同様にして粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７４】
（実施例５）
Ｃｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲとの混合比を質量比で１：５となるように調整した以外は実施例１と同様にして粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７５】
（実施例６）
Ｃｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲとの混合比を質量比で１：７となるように調整した以外は実施例１と同様にして粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７６】
（実施例７）
Ｃｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲとの混合比を質量比で１：１０となるように調整した以外は実施例１と同様にして粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７７】
（実施例８）
Ｈ−ＭＯＲの代わりに調製例３で調製したＣｕ−ＭＯＲを用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７８】
（実施例９）
Ｈ−ＭＯＲの代わりに調製例４で調製したＦｅ−ＭＯＲを用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状のＮＯｘ選択還元触媒を得た。
【００７９】
（実施例１０）
Ｃｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲとの混合比を質量比で１：２０となるように調整した以外は実施例１と同様にして粉末状の比較用ＮＯｘ選択還元触媒触媒を得た。
【００８０】
（比較例１）
調製例２で調製したＣｕ−ＳＡＰＯ（Ｃｕ担持シリカアルミノリン酸ゼオライト）を、比較用触媒とした。
【００８１】
（比較例２）
Ｈ−ＭＯＲの代わりに市販品のＡｌ２Ｏ３（比表面積２００ｍ２／ｇ、ローディア社製）を用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状の比較用触媒を得た。
【００８２】
（比較例３）
Ｈ−ＭＯＲの代わりに調製例８で調製したＦｅ−ＢＥＡを用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状の比較用触媒を得た。
【００８３】
（比較例４）
Ｈ−ＭＯＲの代わりに調製例７で調製したＣｕ−ＢＥＡを用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状の比較用触媒を得た。
【００８４】
（比較例５）
Ｈ−ＭＯＲの代わりにＨ−ＢＥＡ（Ｓｉ／Ａｌ比２５、ズードケミー社製）を用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状の比較用触媒を得た。
【００８５】
（比較例６）
Ｈ−ＭＯＲの代わりに調製例６で調製したＦｅ−ＭＦＩを用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状の比較用触媒を得た。
【００８６】
（比較例７）
Ｈ−ＭＯＲの代わりに調製例５で調製したＣｕ−ＭＦＩを用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状の比較用触媒を得た。
【００８７】
（比較例８）
Ｈ−ＭＯＲの代わりにＨ−ＭＦＩ（Ｓｉ／Ａｌ比３０、ズードケミー社製）を用いた以外は、実施例２と同様にして粉末状の比較用触媒を得た。
【００８８】
［実施例１〜１０及び比較例１〜８で得られたＮＯｘ選択還元触媒の特性の評価］
実施例１〜１０で得られたＮＯｘ選択還元触媒及び比較例１〜８で得られた比較用触媒について、固定床流通型反応装置（（株）ベスト測器製、商品名：ＣＡＴＡ−５０００）により、以下のようにして、それぞれ定常時及び過渡時のＳＣＲ反応におけるＮＯ浄化率の測定を行い、各触媒の定常時及び過渡時のＳＣＲ反応におけるＮＯ浄化活性を評価した。
【００８９】
先ず、得られた触媒をそれぞれ用い、水素（Ｈ２）０．０４容量％及び一酸化炭素（ＣＯ）０．１３容量％の混合ガス気流中（触媒２ｇに対し流量が１０Ｌ／分の条件）において温度５５０℃で１０分間保持し還元処理を施した後、酸素（Ｏ２）１０容量％のＯ２ガス気流中（触媒２ｇに対し流量が１０Ｌ／分の条件）において温度５５０℃で１０分間保持し酸化処理を施し、前処理を行った。
【００９０】
＜定常ＮＨ３−ＳＣＲ反応におけるＮＯ浄化活性評価＞
次に、前処理後の触媒（実施例１〜１０及び比較例１〜８）のそれぞれに対して、触媒２ｇに対し１０Ｌ／分の流量で、ＮＯ（４４０ｐｐｍ）、ＮＨ３（５５０ｐｐｍ）、Ｏ２（１０容量％）、ＣＯ２（１０容量％）Ｈ２Ｏ（８容量％）及びＮ２（バランス）からなるガスを用いて、７℃／分の速度で５５０℃から３００℃までの降温試験を行うことにより、定常時のＮＯ浄化率を測定した。
【００９１】
実施例２及び比較例１で得られた触媒の５００℃における定常ＮＯ浄化率（％）を表１に示す。また、実施例２及び比較例１で得られた触媒の定常ＮＯ浄化率（％）と浄化ガス温度との関係を図１に示す。
【００９２】
【表１】
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【００９３】
＜過渡ＮＨ３−ＳＣＲ反応におけるＮＯ浄化活性評価＞
次に、前処理後の触媒（実施例１〜１０及び比較例１〜８）のそれぞれに対して、４００℃、４５０℃、５００℃、５５０℃のそれぞれ温度条件下において、触媒２ｇに対し１０Ｌ／分の流量で、ＮＯ（１００ｐｐｍ）、Ｏ２（１０容量％）、ＣＯ２（１０容量％）Ｈ２Ｏ（８容量％）及びＮ２（バランス）からなるガスを１０分間流し、その間、ＮＨ３パルスガス（１５００ｐｐｍ）を４秒間供給−５６秒間停止とＮＨ３の間欠的供給を１０サイクル行い、その後過渡時のＮＯ浄化率を測定した。
【００９４】
実施例１〜１０及び比較例１〜８で得られた触媒の４５０℃における過渡ＮＯ浄化率（％）を表２に示す。また、実施例２及び比較例１で得られた触媒の過渡ＮＯ浄化率（％）と浄化ガス温度との関係を示すグラフを図２に示す。更に、実施例１〜７、実施例１０及び比較例１で得られた触媒の４５０℃での過渡ＮＨ３−ＳＣＲ反応におけるＮＯ浄化率（％）とゼオライト混合比との関係を示すグラフを図３に示す。また、実施例２、８、９及び比較例１〜８で得られた触媒の４５０℃での過渡ＮＨ３−ＳＣＲ反応におけるＮＯ浄化率（％）を示すグラフである。
【００９５】
【表２】
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【００９６】
＜評価結果＞
表１〜２及び図１〜４に示した結果から明らかなように、実施例１〜１０のＮＯｘ選択還元触媒は、４００℃以上の高温条件下において十分に高いＮＯｘ浄化活性を有し、かつ過渡状態においても十分に高いＮＯｘ浄化活性を有することが確認された。
【００９７】
なお、図１に示した結果から明らかなとおり、実施例２のＣｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲを１：１で混合したＮＯｘ選択還元触媒は、比較例１のＣｕ−ＳＡＰＯのみからなる比較用触媒と比較して、定常ＮＨ３−ＳＣＲ反応において、高温域で高いＮＯ浄化率が得られていることが確認された。
【００９８】
また、図２に示した結果から明らかなとおり、実施例２のＣｕ−ＳＡＰＯとＨ−ＭＯＲを１：１で混合したＮＯｘ選択還元触媒は、過渡ＮＨ３−ＳＣＲ反応においても、比較例１のＣｕ−ＳＡＰＯのみからなる比較用触媒と比較して４００℃以上の高温域において高いＮＯ浄化率が得られていることが確認された。
【００９９】
更に、図３に示した結果から明らかなとおり、本発明の第１のゼオライトに係るＣｕ−ＳＡＰＯ（Ａ）に対する第２のゼオライトに係るＨ−ＭＯＲ（Ｂ）の混合比率（含有比率、Ｂ／Ａの質量比）が、０．２５〜２０の場合に高いＮＯ浄化性能が得られることが、更に、０．５〜１０の場合により高いＮＯ浄化性能が得られることが確認された。
【０１００】
また、図４に示した結果から明らかなとおり、本発明の第２のゼオライトとしてＨ−ＭＯＲ以外にＣｕ−ＭＯＲ（実施例８）及びＦｅ−ＭＯＲ（実施例９）を用いた場合でも、高いＮＯ浄化性能が得られることが確認された。
【０１０１】
一方、ＭＯＲ以外のものを用いた比較用触媒（比較例２〜８）では、担持した遷移金属の有無によらず、高い過渡ＮＯ浄化性能が得られていないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上説明したように、本発明によれば、４００℃以上の高温条件下において十分に高いＮＯｘ浄化活性を有し、かつ過渡状態においても十分に高いＮＯｘ浄化活性を有するＮＯｘ選択還元触媒及びそれを用いたＮＯｘ浄化方法を提供することが可能となる。
したがって、本発明のＮＯｘ選択還元触媒及びそれを用いたＮＯｘ浄化方法は、４００℃以上の高温度条件において優れたＮＯｘ浄化活性を発揮でき、しかも過渡状態においても優れたＮＯｘ浄化活性を発揮できるため、特に、自動車等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために有用である。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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