(57)【要約】  三元触媒物品、及び内燃機関のための排気システムにおけるその使用が開示される。排気ガスを処理するための触媒物品であって、入口端部、出口端部を含み、軸方向長さＬを有する、基材と；入口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１のパラジウム成分を含む、第１の触媒領域と；出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第２の触媒領域であって、第２のパラジウム成分を含む、第２の触媒領域と；出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第３の触媒領域であって、第３のロジウム成分を含む、第３の触媒領域と；を含み、第３の触媒領域は第２の触媒領域を被覆している、触媒物品。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス処理用触媒物品であって、
入口端部、出口端部を含み、軸方向長さＬを有する、基材と；
前記入口端部で始まり、前記軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１のパラジウム成分を含む、第１の触媒領域と；
前記出口端部で始まり、前記軸方向長さＬ未満にわたって延びている第２の触媒領域であって、第２のパラジウム成分を含む、第２の触媒領域と；
前記出口端部で始まり、前記軸方向長さＬ未満にわたって延びている第３の触媒領域であって、第３のロジウム成分を含む、第３の触媒領域と；
を含み、前記第３の触媒領域は前記第２の触媒領域を被覆している、触媒物品。
【請求項２】
前記第１の触媒領域が、前記軸方向長さＬの３０〜７０％にわたって延びている、請求項１に記載の触媒物品。
【請求項３】
前記第２の触媒領域が、前記軸方向長さＬの３０〜７０％にわたって延びている、請求項１又は２に記載の触媒物品。
【請求項４】
前記第２の触媒領域が、前記軸方向長さＬの１〜１５％にわたって、前記第１の触媒領域と重複している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項５】
前記第２の触媒領域及び前記第１の触媒領域の全長が、前記軸方向長さＬに等しい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項６】
前記第２の触媒領域及び前記第１の触媒領域の全長が、前記軸方向長さＬ未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項７】
前記第３の触媒領域が、前記軸方向長さＬの５０〜９５％にわたって延びている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項８】
前記第１の触媒領域が、前記第１のパラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まない、請求項１〜７のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項９】
前記第１の触媒領域が、０．１〜３００ｇ／ｆｔ３の前記第１のパラジウム成分を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１０】
前記第１の触媒領域が、第１の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第１のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第１の無機酸化物を更に含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１１】
前記第１のＯＳＣ材料が、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、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から選択される、請求項１０に記載の触媒物品。
【請求項１２】
前記第１のＯＳＣ材料が、前記セリア−ジルコニア混合酸化物を含む、請求項１１に記載の触媒物品。
【請求項１３】
前記第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属が、バリウム、ストロンチウム、又はバリウム及びストロンチウムの混合酸化物若しくは複合酸化物である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１４】
前記第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属が、前記第１の触媒領域の総ウォッシュコート重量に基づいて、０．１〜１５重量％の量で担持されている、請求項１３に記載の触媒物品。
【請求項１５】
前記第１のパラジウム成分が、前記第１の無機酸化物及び前記第１のＯＳＣ材料上に担持されている、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１６】
前記第１の無機酸化物が、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムの酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１７】
前記第１の無機酸化物が、アルミナ、ランタナ／アルミナ複合酸化物、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、請求項１６に記載の触媒物品。
【請求項１８】
前記第２の触媒領域が、前記第２のパラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まない、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１９】
前記第２の触媒領域が、０．１〜５０ｇ／ｆｔ３の前記第２のパラジウム成分を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２０】
前記第２の触媒領域が、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第２のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第２の無機酸化物を更に含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２１】
前記第２のＯＳＣ材料が、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、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から選択される、請求項２０に記載の触媒物品。
【請求項２２】
前記第２のＯＳＣ材料が、前記セリア−ジルコニア混合酸化物を含む、請求項２１に記載の触媒物品。
【請求項２３】
前記第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属が、バリウム、ストロンチウム、又はバリウム及びストロンチウムの混合酸化物若しくは複合酸化物である、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２４】
前記第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属が、前記第２の触媒領域の総重量に基づいて、０．１〜１５重量％の量で担持されている、請求項２３に記載の触媒物品。
【請求項２５】
前記第２の無機酸化物が、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムの酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２６】
前記第２の無機酸化物が、アルミナ、ランタナ／アルミナ複合酸化物、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、請求項２５に記載の触媒物品。
【請求項２７】
前記第３の触媒領域が、０．１〜２０ｇ／ｆｔ３の前記第３のロジウム成分を含む、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２８】
前記第３の触媒領域が、第３の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第３のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第３の無機酸化物を更に含む、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２９】
前記第３のＯＳＣ材料が、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、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から選択される、請求項２８に記載の触媒物品。
【請求項３０】
前記第３のＯＳＣ材料が、前記セリア−ジルコニア混合酸化物を含む、請求項２９に記載の触媒物品。
【請求項３１】
前記第３のロジウム成分が、前記第３のＯＳＣ材料上に担持されている、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３２】
前記第３の無機酸化物が、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムの酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３３】
前記第３の無機酸化物が、アルミナ、ランタナ／アルミナ複合酸化物、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３４】
前記第３の触媒領域が、前記第３のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を実質的に含まない、請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３５】
前記基材が、フロースルーモノリスである、請求項１〜３４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３６】
前記基材が、９０ｍｍを超える長さである、請求項１〜３５のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３７】
前記第１の触媒領域が、前記基材上に直接担持／堆積されている、請求項１〜３６のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３８】
前記第２の触媒領域が、前記基材上に直接担持／堆積されている、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３９】
請求項１〜３８のいずれか一項に記載の触媒物品を含む、燃焼排気ガスの流れを処理するための排出物処理システム。
【請求項４０】
内燃機関からの排気ガス処理方法であって、前記排気ガスを請求項１〜３９のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させること、を含む、排気ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリンエンジンからの排気ガス排出物を処理するのに有用な触媒物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、炭化水素（ＨＣｓ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（「ＮＯｘ」）を含む様々な汚染物質を含有する排気ガスが生成される。排気ガス触媒的転化触媒を含む排出量制御システムは、大気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く利用されている。ガソリンエンジンの排気処理に通常使用される触媒は、ＴＷＣ（三元触媒）である。ＴＷＣにより、次の３つの主な役割、すなわち、（１）ＣＯの酸化、（２）未燃ＨＣの酸化、及び（３）ＮＯｘの還元を行う。
【０００３】
ほとんどの触媒コンバータでは、ＴＷＣは、フロースルーハニカム基材などの高温に耐えることができる高比表面積の基材上にコーティングされる。これらの基材の大きな比表面積は、不均一反応の効率の向上を促進するが、排気背圧の増大、すなわち、エンジンから尾筒への排気ガスの流れの制限の一因となることもある。ＴＷＣ技術、例えば米国特許第６，０２２，８２５号、同第９，３５２，２７９号、同第９，０４０，００３号、及び米国特許出願公開第２０１６／０２２８８１８号などに記載の技術の進展にもかかわらず、コールドスタート段階での性能を改善し、かつ／又はより良好なライトオフ性能を同時に与える、確かなエンジンプラットフォームのための改善された触媒コンバータがなお必要とされている。本発明は、とりわけこれらの問題を解決するものである。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の一態様は、ガソリンエンジンの排気ガス処理用触媒であって、入口端部、出口端部を含み、軸方向長さＬを有する、基材と；入口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１のパラジウム成分を含む、第１の触媒領域と；出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第２の触媒領域であって、第２のパラジウム成分を含む、第２の触媒領域と；出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第３の触媒領域であって、第３のロジウム成分を含む、第３の触媒領域と；を含み、第３の触媒領域は第２の触媒領域を被覆している、排気ガス処理用触媒を対象とする。
【０００５】
本発明はまた、本発明の三元触媒成分を含む、内燃機関のための排気システムも包含する。
【０００６】
本発明はまた、内燃機関からの排気ガスの処理、特にガソリンエンジンからの排気ガスの処理も包含する。本方法は、排気ガスを本発明の三元触媒成分と接触させること、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長が、基材の軸方向長さＬに等しい、本発明による一実施形態を示す。
【図２ａ】第２の触媒領域が、第１の触媒領域と重複している、本発明による２つの実施形態を示す。
【図２ｂ】第２の触媒領域が、第１の触媒領域と重複している、本発明による２つの実施形態を示す。
【図３】第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長が、基材の軸方向長さＬ未満である、本発明による一実施形態を示す。
【図４ａ】それぞれ触媒Ａ、比較触媒Ｂ、及び比較触媒Ｃについての車両試験における、ＴＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの累積希釈バッグ排出量を示す。
【図４ｂ】それぞれ触媒Ａ、比較触媒Ｂ、及び比較触媒Ｃについての車両試験における、ＴＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの累積希釈バッグ排出量を示す。
【図４ｃ】それぞれ触媒Ａ、比較触媒Ｂ、及び比較触媒Ｃについての車両試験における、ＴＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの累積希釈バッグ排出量を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、例えば、ガソリンエンジン及び他のエンジンによって生成された燃焼排気ガスの触媒的処理、並びに関連する触媒及びシステムを対象とする。より具体的には、本発明は、車両排気システムにおけるＮＯｘ、ＣＯ、及びＨＣの同時処理に関する。本発明者らは、ＮＯｘ、ＣＯ、及びＨＣにおいて予想外に高い転化率を生じ、コールドスタート段階における性能を改善し、並びにより良好なライトオフ性能を与える、特定の触媒活性金属とそのコーティング方法との間の相乗関係を発見した。本発明のプロセスはまた、触媒のコストを低減する。
【０００９】
本開示の一態様は、排気ガス処理用触媒物品であって、入口端部、出口端部を含み、軸方向長さＬを有する、基材と；入口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１のパラジウム成分を含む、第１の触媒領域と；出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第２の触媒領域であって、第２のパラジウム成分を含む、第２の触媒領域と；出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第３の触媒領域であって、第３のロジウム成分を含む、第３の触媒領域と；を含み、第３の触媒領域は第２の触媒領域を被覆している、触媒物品を対象とする。
【００１０】
本発明者らは、これらの触媒をこのようにコーティングすることで、触媒を別々に又は従来のコーティング方法で使用しても達成されない、より良好な触媒性能を示すことを見出した。本発明の予想外の利点には、同様の濃度（ウォッシュコート担持量など）の従来のＴＷＣ触媒と比較して、車両のコールドスタート段階でのライトオフ性能が改善されること、排気汚染物質の排出量が大幅に削減されること、ひいては排出量目標の達成が容易となることがある。これらの利点の達成は、触媒で使用される貴金属の量及び低コストにつながる。
【００１１】
第１の触媒領域は、軸方向長さＬの３０〜７０％にわたって延び得る。好ましくは、第１の触媒領域は、軸方向長さＬの４０〜６０％、より好ましくは４５〜５５％にわたって延び得る。
【００１２】
第２の触媒領域は、軸方向長さＬの３０〜７０％にわたって延び得る。好ましくは、第２の触媒領域は、軸方向長さＬの４０〜６０％、より好ましくは４５〜５５％にわたって延び得る。
【００１３】
第２の触媒領域は、第１の触媒領域と、軸方向長さＬの０．１〜１５％にわたって重複し得る（例えば、図２ａ及び図２ｂを参照されたい、第１の触媒領域は、第２の触媒領域を被覆し得、又は第２の触媒領域は、第１の触媒領域を被覆し得る）。あるいは、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬに等しくてもよい（例えば、図１を参照されたい）。更に別の代替例では、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬ未満、例えば、軸方向長さＬの９５％、９０％、８０％、又は７０％以下であり得る（例えば、図３を参照されたい）。
【００１４】
第３の触媒領域は、軸方向長さＬの５０〜９９％にわたって延び得る。好ましくは、第３の触媒領域は、軸方向長さＬの５０〜９５％、より好ましくは６０〜９５％にわたって延び得る。
【００１５】
第１の触媒領域は、第１のパラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まなくてもよい。
【００１６】
第１の触媒層は、白金及び／又はロジウムなどの第１のパラジウム成分以外のＰＧＭ金属を含むことができる。第１の触媒領域は、０．１〜３００ｇ／ｆｔ３の第１のパラジウム又は白金パラジウム成分を含むことができる。好ましくは、第１の触媒領域は、５０〜２５０ｇ／ｆｔ３の第１のパラジウム又は白金パラジウム成分、より好ましくは、１００〜２２０ｇ／ｆｔ３の第１のパラジウム又は白金パラジウム成分を含むことができ、白金とパラジウムとの重量比は、６０：１〜１：６０、好ましくは３０：１〜１：３０、より好ましくは１０：１〜１：１０であり得る。
【００１７】
第１の触媒領域の総ウォッシュコート担持量は、３．５ｇ／ｉｎ３未満、好ましくは３．０ｇ／ｉｎ３未満、２．５ｇ／ｉｎ３、又は１．５ｇ／ｉｎ３であり得る。
【００１８】
第１の触媒領域は、第１の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第１のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第１の無機酸化物を更に含むことができる。
【００１９】
第１のＯＳＣ材料は、好ましくは、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、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から選択される。より好ましくは、第１のＯＳＣ材料は、セリア−ジルコニア混合酸化物を含む。セリア−ジルコニア混合酸化物は、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムの酸化物などのいくつかのドーパントを更に含むことができる。加えて、第１のＯＳＣ材料は、第１のパラジウム成分の担体材料として機能してもよい。
【００２０】
第１のパラジウム成分は、第１の無機酸化物及び第１のＯＳＣ材料の両方の上に担持され得る。
【００２１】
セリア−ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、少なくとも５０：５０、好ましくは６０：４０より高く、より好ましくは７５：２５より高くてもよい。
【００２２】
第１のＯＳＣ材料（例えば、セリア−ジルコニア混合酸化物）は、第１の触媒領域の総ウォッシュコート担持量に基づいて、１０〜９０重量％、好ましくは２５〜７５重量％、より好ましくは３０〜６０重量％であり得る。
【００２３】
第１の触媒領域における第１のＯＳＣ材料担持量は、１．５ｇ／ｉｎ３未満であり得る。いくつかの実施形態では、第１の触媒領域における第１のＯＳＣ材料担持量は、１．２ｇ／ｉｎ３、１．０ｇ／ｉｎ３、０．９ｇ／ｉｎ３、０．８ｇ／ｉｎ３、又は０．７ｇ／ｉｎ３以下である。
【００２４】
いくつかの実施形態では、第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１のＯＳＣ材料上に堆積されてもよい。あるいは、又は加えて、第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１の無機酸化物上に堆積されてもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１のＯＳＣ材料と第１の無機酸化物との両方の上に堆積されてもよく、すなわち、その上に存在してもよい。
【００２５】
第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、概して、第１の無機酸化物と接触している。好ましくは、第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１の無機酸化物上に担持されている。あるいは、第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１のＯＳＣ材料と接触していてもよい。
【００２６】
第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、好ましくはバリウム又はストロンチウム、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物である。好ましくは、バリウム又はストロンチウムは、存在する場合、第１の触媒領域の総重量に基づいて、０．１〜１５重量％、より好ましくは３〜１０重量％のバリウム又はストロンチウムの量で担持されている。
【００２７】
第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属はストロンチウムであることが更により好ましい。ストロンチウムは、存在する場合、第１の触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．１〜１５重量％、より好ましくは３〜１０重量％の量で担持されている。
【００２８】
また、第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物であることが好ましい。好ましくは、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物は、第１の触媒領域の総重量に基づいて、０．１〜１５重量％、より好ましくは３〜１０重量％の量で存在する。第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの複合酸化物であることがより好ましい。
【００２９】
好ましくはバリウム又はストロンチウムは、ＢａＣＯ３又はＳｒＣＯ３として存在する。このような材料は、当該技術分野において既知の任意の方法、例えば、初期湿潤含浸又は噴霧乾燥によって実施することができる。
【００３０】
第１の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族及び第１４族元素の酸化物である。第１の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、セリア、酸化バリウム、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第１の無機酸化物は、アルミナ、ランタン−アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。特に好ましい第１の無機酸化物の１つは、アルミナ又はランタン−アルミナ複合酸化物である。
【００３１】
第１のＯＳＣ材料と第１の無機酸化物とは、１０：１以下、好ましくは８：１又は５：１以下、より好ましくは４：１又は３：１以下、最も好ましくは２：１以下の重量比を有してもよい。
【００３２】
あるいは、第１のＯＳＣ材料と第１の無機酸化物とは、１０：１〜１：１０、好ましくは８：１〜１：８又は５：１〜１：５、より好ましくは４：１〜１：４又は３：１〜１：３、最も好ましくは２：１〜１：２の重量比を有してもよい。
【００３３】
第２の触媒領域は、第２のパラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まなくてもよい。
【００３４】
第２の触媒層は、白金及び／又はロジウムなど、第２のパラジウム成分以外のＰＧＭ金属を含むことができる。第２の触媒領域は、０．１〜１００ｇ／ｆｔ３の第２のパラジウム又は白金パラジウム成分を含むことができる。好ましくは、第２の触媒領域は、５〜６０ｇ／ｆｔ３、より好ましくは、１０〜５０ｇ／ｆｔ３の第２のパラジウム又は白金パラジウム成分を含むことができ、白金とパラジウムとの重量比は、６０：１〜１：６０、好ましくは３０：１〜１：３０、より好ましくは１０：１〜１：１０であり得る。
【００３５】
第２の触媒領域は、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第２のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第２の無機酸化物を更に含むことができる。
【００３６】
第２のＯＳＣ材料は、好ましくは、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、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から選択される。より好ましくは、第２のＯＳＣ材料は、セリア−ジルコニア混合酸化物を含む。加えて、第２のＯＳＣ材料は、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムなどのドーパントのうちの１つ以上を更に含んでもよい。更に、第２のＯＳＣ材料は、第２のパラジウム成分の担体材料としての機能を有してもよい。
【００３７】
第２のパラジウム又は白金パラジウム成分は、第２の無機酸化物及び第２のＯＳＣ材料の両方の上に担持され得る。
【００３８】
セリア−ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、少なくとも５０：５０、好ましくは６０：４０より高く、より好ましくは７５：２５より高くてもよい。
【００３９】
第２のＯＳＣ材料（例えば、セリア−ジルコニア混合酸化物）は、第２の触媒領域の総ウォッシュコート担持量に基づいて、１０〜９０重量％、好ましくは２５〜７５重量％、より好ましくは３０〜６０重量％であり得る。
【００４０】
第２の触媒領域における第２のＯＳＣ材料担持量は、１．５ｇ／ｉｎ３未満であり得る。いくつかの実施形態では、第２の触媒領域における第２のＯＳＣ材料担持量は、１．２ｇ／ｉｎ３、１．０ｇ／ｉｎ３、０．９ｇ／ｉｎ３、０．８ｇ／ｉｎ３、又は０．７ｇ／ｉｎ３以下である。
【００４１】
第２の触媒領域の総ウォッシュコート担持量は、３．５ｇ／ｉｎ３未満、好ましくは３．０ｇ／ｉｎ３未満、２．５ｇ／ｉｎ３、又は１．５ｇ／ｉｎ３であり得る。
【００４２】
いくつかの実施形態では、第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第２のＯＳＣ材料上に堆積されてもよい。あるいは、又は加えて、第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第２の無機酸化物上に堆積されてもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第２のＯＳＣ材料と第２の無機酸化物との両方の上に堆積されてもよく、すなわち、その上に存在してもよい。
【００４３】
第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、概して、第２の無機酸化物と接触している。好ましくは、第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第２の無機酸化物上に担持されている。第２の無機酸化物と接触していることに加えて、又はそれに代えて、第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第２のＯＳＣ材料と接触していてもよい。
【００４４】
第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、好ましくはバリウム、ストロンチウム、これらの混合酸化物又は複合酸化物である。好ましくは、バリウム又はストロンチウムは、存在する場合、第２の触媒領域の総重量に基づいて、０．１〜１５重量％、より好ましくは３〜１０重量％のバリウム又はストロンチウムの量である。
【００４５】
第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属はストロンチウムであることが更により好ましい。ストロンチウムは、存在する場合、第２の触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．１〜１５重量％、より好ましくは３〜１０重量％の量で存在する。
【００４６】
また、第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物であることが好ましい。好ましくは、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物は、第２の触媒領域の総重量に基づいて、０．１〜１５重量％、より好ましくは３〜１０重量％の量で存在する。第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの複合酸化物であることがより好ましい。
【００４７】
好ましくは、バリウム又はストロンチウムはＢａＣＯ３又はＳｒＣＯ３として存在する。このような材料は、当該技術分野において既知の任意の方法、例えば、初期湿潤含浸又は噴霧乾燥によって実施することができる。
【００４８】
第２の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族及び第１４族元素の酸化物である。第２の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、セリア、酸化バリウム、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第２の無機酸化物は、アルミナ、ランタン−アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。特に好ましい第２の無機酸化物の１つは、アルミナ又はランタン−アルミナ複合酸化物である。
【００４９】
第２のＯＳＣ材料と第２の無機酸化物とは、１０：１以下、好ましくは８：１又は５：１以下、より好ましくは４：１又は３：１以下最も好ましくは２：１以下の重量比を有してもよい。
【００５０】
あるいは、第２のＯＳＣ材料と第２の無機酸化物とは、１０：１〜１：１０、好ましくは８：１〜１：８又は５：１〜１：５、より好ましくは４：１〜１：４又は３：１〜１：３、最も好ましくは２：１〜１：２の重量比を有してもよい。
【００５１】
第３の触媒領域は、第３のロジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まなくてもよい。
【００５２】
第３の触媒領域は、０．１〜２０ｇ／ｆｔ３の第３のロジウム又は白金ロジウム成分を含むことができる。好ましくは、第３の触媒領域は、３〜１５ｇ／ｆｔ３、より好ましくは、５〜１３ｇ／ｆｔ３の第３のロジウム又は白金ロジウム成分を含むことができ、白金とロジウムとの重量比は、２０：１〜１：２０、好ましくは１５：１〜１：１５、より好ましくは１０：１〜１：１０であり得る。
【００５３】
第２の触媒領域における総ウォッシュコート担持量は、３．５ｇ／ｉｎ３未満好ましくは３．０ｇ／ｉｎ３又は２ｇ／ｉｎ３未満、より好ましくは１．５ｇ／ｉｎ３又は１．０ｇ／ｉｎ３未満であり得る。
【００５４】
第３の触媒領域は、第３の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第３のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第３の無機酸化物を更に含むことができる。
【００５５】
第３のＯＳＣ材料は、好ましくは、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、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から選択される。好ましくは、第３のＯＳＣ材料は、セリア−ジルコニウム混合酸化物と、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジムなどのドーパントのうちの１つ以上とを含む。加えて、第３のＯＳＣ材料は、第３のロジウム成分の担体材料として機能し得る。
【００５６】
セリア−ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、少なくとも５０：５０、好ましくは６０：４０より高く、より好ましくは８０：２０より高くてもよい。
【００５７】
第３のＯＳＣ材料は、第３の触媒領域の総ウォッシュコート担持量に基づいて、１０〜９０重量％、好ましくは２５〜７５重量％、より好ましくは３５〜６５重量％であり得る。
【００５８】
第３の触媒領域における第３のＯＳＣ材料担持量は、２ｇ／ｉｎ３未満であり得る。いくつかの実施形態では、第３の触媒領域における第３のＯＳＣ材料担持量は、１．５ｇ／ｉｎ３以下、１．２ｇ／ｉｎ３以下、１．０ｇ／ｉｎ３以下、又は０．５ｇ／ｉｎ３以下である。
【００５９】
好ましくは、第３の触媒領域は、第３のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を実質的に含まず、より好ましくは第３のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を本質的に含まない。
【００６０】
第３の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。第３の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、ランタン、ジルコニウム、ネオジム、プラセオジムの酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第３の無機酸化物は、アルミナ、ランタン／アルミナ複合酸化物、又はジルコニウム／アルミナ複合酸化物である。特に好ましい第３の無機酸化物の１つは、ランタン／アルミナ複合酸化物又はジルコニウム／アルミナ複合酸化物である。第３の無機酸化物は、第３のロジウム成分のための担体材料、及び／又は第３のＯＳＣ材料のための担体材料であってもよい。
【００６１】
好ましい第３の無機酸化物は、好ましくは、未使用で８０ｍ２／ｇ超の比表面積、０．１〜４ｍＬ／ｇの範囲の細孔容積を有する。１００ｍ２／ｇ超の比表面積を有する高比表面積の無機酸化物、例えば高比表面積アルミナが特に好ましい。他の好ましい第３の無機酸化物としては、ランタン／アルミナ複合酸化物が挙げられ、これは、所望によりジルコニウム含有成分、例えば、ジルコニアを更に含む。このような場合、ジルコニウムは、例えばコーティングとして、ランタン／アルミナ複合酸化物の表面上に存在してもよい。
【００６２】
第３のＯＳＣ材料と第３の無機酸化物とは、少なくとも１：１、好ましくは少なくとも２：１、より好ましくは少なくとも３：１の重量比を有してもよい。
【００６３】
あるいは、第３のＯＳＣ材料と第３の無機酸化物とは、１０：１〜１：１０、好ましくは８：１〜１：８又は５：１〜１：５、より好ましくは４：１〜１：４又は３：１〜１：３の重量比を有することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、第１のパラジウム成分と第２のパラジウム成分とは、５０：１〜１：５０の重量比を有する。更なる実施形態では、第１のパラジウム成分と第２のパラジウム成分とは、３０：１〜１：３０の重量比を有する。別の更なる実施形態では、第１のパラジウム成分と第２のパラジウム成分とは、１０：１〜１：１０の重量比を有する。更に別の更なる実施形態では、第１のパラジウム成分と第２のパラジウム成分とは、５：１〜１：５の重量比を有する。
【００６５】
第１のパラジウム成分と第２のパラジウム成分とは、１：１超、より好ましくは少なくとも３：１又は４：１、更により好ましくは少なくとも５：１、の重量比を有することが好ましい。
【００６６】
いくつかの実施形態では、第３のロジウム成分と第１のパラジウム成分とは、６０：１〜１：６０の重量比を有する。好ましくは、第３のロジウム成分と第１のパラジウム成分とは、４０：１〜１：４０の重量比を有する。より好ましくは、第３のロジウム成分と第１のパラジウム成分とは、３０：１〜１：３０の重量比を有する。最も好ましくは、第３のロジウム成分と第１のパラジウム成分とは、１０：１〜１：１０の重量比を有する。
【００６７】
本発明の触媒物品は、当業者に知られている更なる成分を含んでもよい。例えば、本発明の組成物は、少なくとも１つのバインダー及び／又は少なくとも１つの界面活性剤を更に含んでもよい。バインダーが存在する場合、分散性アルミナバインダーが好ましい。
【００６８】
好ましくは、基材は、フロースルーモノリスである。
【００６９】
基材は、９０ｍｍ超の長さであり得る。
【００７０】
フロースルーモノリス基材は、第１の面と第２の面とを有し、それらの間に長手方向が画定される。フロースルーモノリス基材は、第１の面と第２の面との間に延びている、複数のチャネルを有する。複数のチャネルは、長手方向に延びており、複数の内側表面（例えば、各チャネルを画定するウォールの表面）を提供する。複数のチャネルの各々は、第１の面にある開口部と、第２の面にある開口部と、を有する。誤解を回避するために、フロースルーモノリス基材はウォールフローフィルタではない。
【００７１】
第１の面は、典型的には基材の入口端部にあり、第２の面は基材の出口端部にある。
【００７２】
チャネルは一定の幅のものであってもよく、各複数のチャネルは、均一なチャネル幅を有してもよい。
【００７３】
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３００〜９００のチャネル、好ましくは４００〜８００のチャネルを有する。例えば、第１の面上では、開いている第１のチャネル及び閉じた第２のチャネルの密度は、１平方インチ当たり６００〜７００チャネルである。チャネルは、矩形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形、又は他の多角形形状である断面を有してもよい。
【００７４】
モノリス基材は、触媒材料を保持するための担体として作用する。モノリス基材を形成するのに好適な材料としては、コージライト、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などのセラミック様材料、又は多孔質の耐火金属が挙げられる。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、当該技術分野において周知である。
【００７５】
本明細書に記載のフロースルーモノリス基材は、単一構成要素（すなわち、単一のれんが状塊）であることに留意されたい。それにもかかわらず、排出物処理システムを形成する場合、使用される基材は、複数のチャネルを一緒に接着することによって形成されてもよく、又は本明細書に記載のように複数のより小さい基材を一緒に接着することによって形成されてもよい。このような技術は、排出物処理システムの好適なケーシング及び構成と共に、当該技術分野において公知である。
【００７６】
本発明の触媒物品がセラミック基材を含む実施形態では、セラミック基材は、任意の好適な耐火材料、例えば、アルミナ、シリカ、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、ケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸塩及びメタロアルミノケイ酸塩（コージライト及びスポジュメンなど）、又はこれらのいずれか２つ以上の混合物若しくは混合酸化物で作製されていてもよい。コージライト、マグネシウムアルミノケイ酸塩、及び炭化ケイ素が、特に好ましい。
【００７７】
本発明の触媒物品が金属基材を含む実施形態では、金属基材は、任意の好適な金属、特にチタン及びステンレス鋼などの耐熱性金属及び金属合金、並びに鉄、ニッケル、クロム、及び／又はアルミニウムを他の微量金属に加えて含有するフェライト合金で作製されていてもよい。
【００７８】
いくつかの実施形態では、第１の触媒領域は、基材上に直接担持／堆積され得る。特定の実施形態では、第２の触媒領域は、基材上に直接担持／堆積され得る。
【００７９】
本開示の別の態様は、本明細書に記載の触媒物品を使用する、ＮＯｘ、ＣＯ、及びＨＣを含有する、車両排気ガスの処理方法に関する。この方法に従って作製されたＴＷＣを備えた触媒コンバータは、従来のＴＷＣ（同じＰＧＭ担持量を有する）と比較して改善されており、コールドスタート段階で特に改善された性能、及びより良好なＴＨＣライトオフ性能も示す（例えば、実施例１及び２、並びに表１及び２を参照されたい）。
【００８０】
本開示の別の態様は、システムを通じて排気ガスを移送するための導管と共に本明細書に記載される触媒物品を含む、車両排気ガス処理用システムを対象とする。
【００８１】
定義
本明細書で使用されるとき、用語「領域」は、典型的にはウォッシュコートを乾燥及び／又は焼成することによって得られる基材上の場所を指す。「領域」は、例えば、「層」又は「ゾーン」として基材上に配置又は担持され得る。基材上の場所又は配置は、概ね、基材にウォッシュコートを適用するプロセス中に制御される。「領域」は、典型的には、明確な境界又は縁部を有する（すなわち、従来の分析技術を使用して、一方の領域を別の領域から区別することが可能である）。
【００８２】
典型的には、「領域」は、実質的に均一な長さを有する。この文脈における「実質的に均一な長さ」への言及は、その平均値から１０％を超えた逸脱（例えば、最大長と最小長との差）をしない長さ、好ましくはその平均値から５％を超えた逸脱をしない長さ、より好ましくはその平均値から１％を超えた逸脱をしない長さを指す。
【００８３】
各「領域」は、実質的に均一な組成を有する（すなわち、領域の一つの部分とその領域の別の部分とを比較する場合、ウォッシュコートの組成に実質的な差がない）ことが好ましい。この文脈における実質的に均一な組成は、領域の一つの部分を領域の別の部分と比較する場合に、組成の差が５％以下、通常は２．５％以下、最も通常的には１％以下である材料（例えば、領域）のものを指す。
【００８４】
本明細書で使用される用語「ゾーン」は、基材の全長の≦７５％の長さなど、基材の全長未満の長さを有する領域を指す。「ゾーン」は、典型的には、基材の全長の少なくとも５％（例えば≧５％）の長さ（すなわち、実質的に均一な長さ）を有する。
【００８５】
基材の全長は、その入口端部とその出口端部と（例えば、基材の両端部）の間の距離である。
【００８６】
本明細書で使用される「基材の入口端部に配設されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配設又は担持されているゾーンであって、基材の入口端部までの方が、基材の出口端部までよりも近いゾーンを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわち、その長さの半分での点）は、基材の入口端部までの方が基材の出口端部までよりも近い。同様に、本明細書で使用される「基材の出口端部に配設されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配設又は担持されているゾーンであって、基材の出口端部までの方が基材の入口端部までよりも近いゾーンを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわち、その長さの半分での点）は、基材の出口端部までの方が基材の入口端部までよりも近い。
【００８７】
基材がウォールフローフィルタである場合、概して、「基材の入口端部に配設されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配設又は担持されているゾーンであって、
（ａ）基材の入口チャネルの入口端部（例えば、開いている端部）までの方が入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までよりも近いゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までの方が出口チャネルの出口端部（例えば開いている端部）までよりも近いゾーンを指す。
【００８８】
したがって、ゾーンの中点（すなわちその半分の長さでの点）は、（ａ）基材の入口チャネルの入口端部までの方が入口チャネルの閉じた端部までよりも近く、及び／又は（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部までの方が出口チャネルの出口端部までよりも近い。
【００８９】
同様に、基材がウォールフローフィルタである場合、「基材の出口端部に配設されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配設又は担持されているゾーンであって、
（ａ）基材の出口チャネルの出口端部（例えば、開いている端部）までの方が出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までよりも近いゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までの方が入口チャネルの入口端部（例えば開いている端部）までよりも近いゾーンを指す。
【００９０】
したがって、ゾーンの中点（すなわちその半分の長さでの点）は、（ａ）基材の出口チャネルの出口端部までの方が出口チャネルの閉じた端部までよりも近い、及び／又は（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部までの方が入口チャネルの入口端部までよりも近い。
【００９１】
ウォッシュコートがウォールフローフィルタのウォールに存在する（すなわち、ゾーンがウォール内のものである）場合、ゾーンは（ａ）と（ｂ）との両方を満たし得る。
【００９２】
用語「ウォッシュコート」は、当該技術分野において公知であり、通常は触媒の製造中基材に適用される、接着性コーティングを指す。
【００９３】
本明細書で使用されるとき、頭字語「ＰＧＭ」は、「白金族金属」を指す。用語「白金族金属」は、概ね、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる群から選択される金属、好ましくはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ及びＰｔからなる群から選択される金属を指す。概ね、用語「ＰＧＭ」は、好ましくは、Ｒｈ、Ｐｔ、及びＰｄからなる群から選択される金属を指す。
【００９４】
本明細書で使用される用語「混合酸化物」は、概ね、当該技術分野において従来知られているように、単相にての酸化物の混合物を指す。本明細書で使用される用語「複合酸化物」は、概ね、当該技術分野において従来知られているように、２つ以上の相を有する酸化物の組成物を指す。
【００９５】
本明細書で使用される「本質的になる」という表現は、特定の材料又は工程、及び、例えば微量不純物を含み、並びにその特徴の基本特性に実質的に影響を及ぼさない任意の他の材料又は工程を含む、特徴の範囲を制限する。「から本質的になる」という表現は、「からなる」という表現を包含する。
【００９６】
材料に関して本明細書で使用される「実質的に含まない」という表現は、典型的には、領域、層、又はゾーンの内容物との関連において、材料が少量、例えば、≦５重量％、好ましくは≦２重量％、より好ましくは≦１重量％であることを意味する。「実質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。
【００９７】
材料に関して本明細書で使用される「本質的に含まない」という表現は、典型的には、領域、層、又はゾーンの内容との関連において、材料が微量、例えば≦１重量％、好ましくは≦０．５重量％、より好ましくは≦０．１重量％であることを意味する。「本質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。
【００９８】
本明細書で使用される重量％として表されるドーパントの量、特に総量に対する任意の言及は、担体材料又はその耐火金属酸化物の重量を指す。
【００９９】
本明細書で使用される用語「担持量」は、金属重量基準でのｇ／ｆｔ３の単位の測定値を指す。
【０１００】
以下の実施例は、単に本発明を例示するものである。当業者は、本発明の趣旨及び特許請求の範囲内にある多くの変形例を認識する。
【実施例】
【０１０１】
材料
全ての材料は市販されており、別途記載のない限り、既知の供給元から入手した。
【０１０２】
触媒Ａ：
第１の触媒領域：
第１の触媒領域は、第１のＣｅＺｒ混合酸化物、Ｌａ安定化アルミナ、及びＢａプロモーターのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第１の触媒領域のウォッシュコート担持量は約１．７ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は２００ｇ／ｆｔ３であった。
【０１０３】
次いで、標準的なコーティング手順を用いて、基材の長さの５０％を目標コーティング深さとして、セラミック基材（７５０ｃｐｓｉ、壁厚２．５ｍｉｌ）の入口面から、このウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させた。
【０１０４】
第２の触媒領域：
第２の触媒領域は、第２のＣｅＺｒ混合酸化物、Ｌａ安定化アルミナ、及びＢａプロモーターのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第２の触媒領域のウォッシュコート担持量は約１．７ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は３４ｇ／ｆｔ３であった。
【０１０５】
次いで、標準的なコーティング手順を用いて、基材の長さの５０％を目標コーティング深さとして、上記第１の触媒領域を含むセラミック基材の出口面から、この第２のウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。
【０１０６】
第３の触媒領域：
第３の触媒領域は、第３のＣｅＺｒ混合酸化物及びＬａ安定化アルミナのウォッシュコート上に担持されたＲｈからなる。第３の触媒領域のウォッシュコート担持量は約１．３ｇ／ｉｎ３であり、Ｒｈ担持量は８ｇ／ｆｔ３であった。
【０１０７】
次いで、標準的なコーティング手順を用いて、基材の長さの９０％を目標コーティング深さとして、上記第１及び第２の触媒領域を含むセラミック基材の出口面から、第３のウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させ、５００℃で４５分焼成した。
【０１０８】
比較触媒Ｂ：
比較触媒Ｂにおいては第３の触媒領域を基材の全長（すなわち１００％）にわたってコーティングしたことを除いて、触媒Ａと同様の手順に従って、比較触媒Ｂを調製する。総Ｐｄ担持量は１１７ｇ／ｆｔ３であり、総Ｒｈ担持量は８ｇ／ｆｔ３であった。
【０１０９】
比較触媒Ｃ：
比較触媒Ｃは、二重層構造を有する市販の三元（Ｐｄ−Ｒｈ）触媒である。底層は、第１のＣｅＺｒ混合酸化物、Ｌａ安定化アルミナ、及びＢａプロモーターのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。底層のウォッシュコート担持量は約１．７ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は１１７ｇ／ｆｔ３であった。上層は、第２のＣｅＺｒ混合酸化物及びＬａ安定化アルミナのウォッシュコート上に担持されたＲｈからなる。上層のウォッシュコート担持量は約１．３ｇ／ｉｎ３であり、Ｒｈ担持量は８ｇ／ｆｔ３であった。触媒Ｃの総ウォッシュコート担持量は約３．０ｇ／ｉｎ３であった。
【０１１０】
触媒Ｄ
第１の触媒領域において、５０％のＢａプロモーターをＳｒで置換したことを除いて、触媒Ａと同様の手順に従って、触媒Ｄを調製した。
【０１１１】
触媒Ｅ
第１の触媒領域において、１００％のＢａプロモーターをＳｒで置換したことを除いて、触媒Ａと同様の手順に従って、触媒Ｅを調製した。
【０１１２】
実施例１：車両試験の手順及び結果
新欧州運転サイクル（ＮＥＤＣ：Ｎｅｗ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｃｙｃｌｅ）で１．５リットルのエンジンの車両について、触媒Ａ並びに比較触媒Ｂ及び比較触媒Ｃの未使用性能を試験した。テールパイプからのバッグデータを表１に示す。本発明の触媒Ａは、比較触媒Ｂ及びＣと比較して、ＴＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの著しく低い排出量を示す。（例えば、次の関連する改善された性能を参照されたい。触媒Ａを比較触媒Ｂと比較した場合、ＴＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘ排出量は、それぞれ約２０％、１０％及び２４％改善されている）。
【０１１３】
【表１】
2021505368.tif 000003
【０１１４】
加えて、図４ａ、図４ｂ及び図４ｃに示されるように、本発明の触媒Ａは、比較触媒Ｂ及びＣと比較して、コールドスタート段階において著しく改善された排出量制御性能を示す。運転サイクルからの最初の３０秒、５０秒、１００秒での累積排出量データの概要を表２に示す。
【０１１５】
【表２】
2021505368.tif 000004
【０１１６】
実施例２：エンジン試験におけるライトオフ性能試験
触媒Ａ及び比較触媒Ｂを、ガソリンエンジンに対して別々に試験した。ライトオフ性能は、排気流量が８０ｋｇ／時、温度勾配が３０℃／分、空燃比（ＡＦＲ：Ａｉｒ  ａｎｄ  Ｆｕｅｌ  Ｒａｔｉｏ）のラムダが１４．５５の典型的な条件である。ＴＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの転化率は、供給ガスの濃度及び触媒の出口におけるガスの濃度を比較することで計算した。エンジンライトオフ試験の前に、触媒のピーク床温度を９８０℃とし、４モードのエージングサイクルで、同じ１００時間運転の６．１Ｌエンジン下にて、触媒Ａ及び比較触媒Ｂをベンチエージングした。
【０１１７】
触媒Ａ及び比較触媒ＢのＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘのＴ５０ライトオフ温度を表３に示す。データは、驚くべきことに、本発明の多領域触媒Ａは、２層の例の比較触媒Ｂと比較して、約２０℃低いＴ５０（Ｔ５０は、転化率が５０％に達したときの温度である）という、著しく改善されたライトオフ性能をもたらすことを示している。
【０１１８】
【表３】
2021505368.tif 000005
【０１１９】
実施例３：車両試験の手順及び結果
新欧州運転サイクル（ＮＥＤＣ）で１．５リットルのエンジンの車両について、触媒Ａ、触媒Ｄ、及び触媒Ｅのベンチエージング済のサンプルを試験した。ベンチエージングは、触媒のピーク床温度が約９８０℃、４モードのエージングサイクルで、同じ１５０時間運転の６．１Ｌのエンジンで、行った。車両排気希釈バッグデータの結果を表４に示している。本発明の触媒Ｄ及び触媒Ｅは、触媒Ａと比較して、ＴＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘの更に低い排出量を示す（例えば、次の関連する改善された性能を参照されたい。触媒Ｅを触媒Ａと比較した場合、ＴＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘ排出量は、それぞれ約２６％、１８％、及び１４％改善されている）。
【０１２０】
【表４】
2021505368.tif 000006
【図１】
2021505368.tif 000007
【図２ａ】
2021505368.tif 000008
【図２ｂ】
2021505368.tif 000009
【図３】
2021505368.tif 000010
【図４ａ】
2021505368.tif 000011
【図４ｂ】
2021505368.tif 000012
【図４ｃ】
2021505368.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月9日(2020.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス処理用触媒物品であって、
入口端部、出口端部を含み、軸方向長さＬを有する、基材と；
前記入口端部で始まり、前記軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１のパラジウム成分を含む、第１の触媒領域と；
前記出口端部で始まり、前記軸方向長さＬ未満にわたって延びている第２の触媒領域であって、第２のパラジウム成分を含む、第２の触媒領域と；
前記出口端部で始まり、前記軸方向長さＬ未満にわたって延びている第３の触媒領域であって、第３のロジウム成分を含む、第３の触媒領域と；
を含み、前記第３の触媒領域は前記第２の触媒領域を被覆している、触媒物品。
【請求項２】
前記第１の触媒領域が、前記軸方向長さＬの３０〜７０％にわたって延びている、請求項１に記載の触媒物品。
【請求項３】
前記第２の触媒領域が、前記軸方向長さＬの３０〜７０％にわたって延びている、請求項１又は２に記載の触媒物品。
【請求項４】
前記第２の触媒領域が、前記軸方向長さＬの１〜１５％にわたって、前記第１の触媒領域と重複している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項５】
前記第２の触媒領域及び前記第１の触媒領域の全長が、前記軸方向長さＬに等しい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項６】
前記第２の触媒領域及び前記第１の触媒領域の全長が、前記軸方向長さＬ未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項７】
前記第３の触媒領域が、前記軸方向長さＬの５０〜９５％にわたって延びている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項８】
前記第１の触媒領域が、前記第１のパラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まない、請求項１〜７のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項９】
前記第１の触媒領域が、０．１〜３００ｇ／ｆｔ３の前記第１のパラジウム成分を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１０】
前記第１の触媒領域が、第１の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第１のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第１の無機酸化物を更に含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１１】
前記第２の触媒領域が、前記第２のパラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まない、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１２】
前記第２の触媒領域が、０．１〜５０ｇ／ｆｔ３の前記第２のパラジウム成分を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１３】
前記第２の触媒領域が、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第２のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第２の無機酸化物を更に含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１４】
前記第３の触媒領域が、０．１〜２０ｇ／ｆｔ３の前記第３のロジウム成分を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１５】
前記第３の触媒領域が、第３の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料、第３のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第３の無機酸化物を更に含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【国際調査報告】
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