(57)【要約】  本開示は、広い温度および空間速度範囲においてＮＯｘ吸着を示し、ＮＯｘ脱着を所望の温度範囲にシフトさせる、低温ＮＯｘ吸収剤（ＬＴ−ＮＡ）触媒組成物に関する。特に、ＬＴ−ＮＡ組成物は、パラジウム成分を含む大細孔ゼオライトと、パラジウム成分を含む小または中細孔ゼオライトとを含む。さらに、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物を含む触媒物品、触媒物品を含む排気ガスを処理するための排気処理システム、および触媒物品を使用して排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減する方法が提供される。【選択図】図１Ａ
2021525643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴ−ＮＡ）触媒組成物であって
大細孔ゼオライトでありかつ第１のパラジウム成分を含む第１のゼオライトと、
小細孔または中細孔のゼオライトでありかつ第２のパラジウム成分を含む第２のゼオライトとを含む、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項２】
前記第１のゼオライトおよび前記第２のゼオライトがそれぞれアルミノケイ酸塩ゼオライトである、請求項１に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項３】
前記第１のゼオライトのシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）が約１０〜約５０である、請求項１または２に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項４】
前記第２のゼオライトのＳＡＲが約１０〜約５０である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項５】
前記第１のゼオライトは、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＦＺＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、ＶＥＴおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項６】
前記第１のゼオライトが、ＢＥＡ、ＦＡＵおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項７】
前記第２のゼオライトは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＦＩ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、ＺＯＮおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項８】
前記第２のゼオライトが、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ、ＩＴＥおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである、請求項７に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項９】
前記第２のゼオライトは、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＷＥＮおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１０】
前記第２のゼオライトが二次元細孔系を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１１】
前記第２のゼオライトが、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＳＴＴ、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１２】
前記第２のゼオライトが、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＣＨＡ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１３】
前記第１のゼオライトがＢＥＡであり、前記第２のゼオライトがＦＥＲである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１４】
第３のパラジウム成分を含む第３のゼオライトをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１５】
前記第３のゼオライトが大細孔ゼオライトであり、前記第１のゼオライトおよび前記第３のゼオライトが異なる骨格構造タイプを有する、請求項１４に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１６】
前記第３のゼオライトが小細孔または中細孔ゼオライトであり、前記第２のゼオライトおよび前記第３のゼオライトが異なる骨格構造タイプを有する、請求項１４に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１７】
前記第１のパラジウム成分および前記第２のパラジウム成分が、それぞれ前記第１のゼオライトおよび前記第２のゼオライトに基づき、約０．５重量％〜約６重量％、または約１重量％〜約２重量％の量で存在する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１８】
前記第１のゼオライトと前記第２のゼオライトとの重量比が、約１：９〜約９：１である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項１９】
前記第１のゼオライトと前記第２のゼオライトとの重量比が、約０．１：９．９〜約９：１、または約０．１：９．９〜約０．５：９．５である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【請求項２０】
内燃機関の排気流を処理するための触媒物品であって、全長を規定する入口端部および出口端部を有する触媒基材と、前記触媒基材上に配置された第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物とを含み、前記第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のＬＴ−ＮＡ触媒組成物を含む、内燃機関の排気流を処理するための触媒物品。
【請求項２１】
前記第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物が、前記第１のゼオライトおよび前記第２のゼオライトを含む混合物の形態である、請求項２０に記載の触媒物品。
【請求項２２】
前記触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された前記第１のゼオライトを含む第１のウォッシュコートと、
前記触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された前記第２のゼオライトを含む第２のウォッシュコートとを含む、請求項２０に記載の触媒物品。
【請求項２３】
前記第２のウォッシュコートが前記触媒基材の直接上にあり、前記第１のウォッシュコートが前記第２のウォッシュコートの少なくとも一部の上にある、請求項２２に記載の触媒物品。
【請求項２４】
前記第１のウォッシュコートが前記触媒基材の直接上にあり、前記第２のウォッシュコートが前記第１のウォッシュコートの少なくとも一部の上にある、請求項２２に記載の触媒物品。
【請求項２５】
前記触媒物品は、前記第１のウォッシュコートが、前記入口端部から前記全長の約１０％〜約７０％の長さまで前記触媒基材上に配置され、かつ前記第２のウォッシュコートが、前記出口端部から前記全長の約３０〜約９０％の長さまで前記触媒基材上に配置されるように、ゾーン構成を有する、請求項２２に記載の触媒物品、
【請求項２６】
前記触媒物品は、約１５〜約２００ｇ／ｆｔ３または約６０〜約１２０ｇ／ｆｔ３の充填量において前記第１および第２のパラジウム成分を含む、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２７】
前記触媒物品は、約１〜約５ｇ／ｉｎ３または約２〜約４ｇ／ｉｎ３の全ゼオライト充填量を含む、請求項２０〜２６のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２８】
前記触媒物品は、約５〜約５０、または約１０〜約３５のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を有する、請求項２０〜２７のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２９】
前記触媒基材は、ウォールフローフィルタまたはフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む、請求項２０〜２８のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３０】
第１のディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物をさらに含む、請求項２０〜２９のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３１】
前記第１のＤＯＣ組成物が、Ｐｔ成分および第４のＰｄ成分を含み、前記Ｐｔ成分および前記第４のＰｄ成分は、高融点金属酸化物担体材料に支持されている、請求項３０に記載の触媒物品。
【請求項３２】
前記高融点金属酸化物は、ガンマアルミナまたは約２％〜約１０％のＳｉＯ２がドープされたアルミナを含む、請求項３１に記載の触媒物品。
【請求項３３】
前記第１のＤＯＣ組成物は、実質的にいかなる白金族金属（ＰＧＭ）種も含まないベータゼオライトをさらに含む、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３４】
前記第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物および前記第１のＤＯＣ組成物は、均質な単層で前記触媒基材上に存在する、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３５】
前記第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物は第１の層を含み、前記第１のＤＯＣ組成物は第２の層を含む、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３６】
前記第１の層は、前記触媒基材の長さの少なくとも一部に配置されており、前記第２の層は、前記触媒基材の長さの少なくとも一部に配置されている、請求項３５に記載の触媒物品。
【請求項３７】
前記第１の層は触媒基材の直接上にあり、前記第２の層は前記第１の層の少なくとも一部の上にある、請求項３６に記載の触媒物品。
【請求項３８】
前記第２の層は触媒基材の直接上にあり、前記第１の層は前記第２の層の少なくとも一部の上にある、請求項３６に記載の触媒物品。
【請求項３９】
前記触媒物品は、前記第２の層が、前記入口端部から前記全長の約１０％〜約７０％の長さまで前記触媒基材上に配置され、かつ前記第１の層が、前記出口端部から前記全長の約３０〜約９０％の長さまで前記触媒基材上に配置されるように、ゾーン構成を有する、請求項３６に記載の触媒物品、
【請求項４０】
第３の層をさらに含む、請求項３５に記載の触媒物品。
【請求項４１】
前記第３の層は前記第２のＤＯＣ組成物を含む、請求項４０に記載の触媒物品。
【請求項４２】
前記第１の層は、前記第２の層と前記第３の層との間に配置されている、請求項４１に記載の触媒物品。
【請求項４３】
前記第２のＤＯＣ組成物は前記第１のＤＯＣ組成物と同一である、請求項４１または４２に記載の触媒物品。
【請求項４４】
前記第３の層は第２のＬＴ−ＮＡ組成物を含む、請求項４０に記載の触媒物品。
【請求項４５】
前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層との間に配置されている、請求項４４に記載の触媒物品。
【請求項４６】
前記第２のＬＴ−ＮＡ組成物は前記第１のＬＴ−ＮＡ組成物と同一である、請求項４４または４５に記載の触媒物品。
【請求項４７】
前記触媒物品が、内燃機関の下流にありかつ前記内燃機関と流体連通している、請求項２０〜４６のいずれか一項に記載の触媒物品を含む排気ガス処理システム。
【請求項４８】
内燃機関からの排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減するための方法であって、前記排気ガス流を請求項２０〜４６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、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス流を処理して窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を低減するのに適した触媒組成物、物品、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気に関する環境規制は、世界中でますます厳しくなっている。ディーゼルエンジンなどの希薄燃焼エンジンの運転は、燃料希薄条件下での高い空燃比での運転により、ユーザーに優れた燃料経済性を提供する。しかしながら、ディーゼルエンジンはまた、粒子状物質（ＰＭ）、未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、および窒素酸化物（ＮＯｘ）を含有する排気ガスも放出し、ＮＯｘとは、一酸化窒素および二酸化窒素を含む窒素酸化物の種々の化学種を表す。排気微粒子状物質の２つの主要な成分は、可溶性有機成分（ＳＯＦ）およびスート成分である。ＳＯＦは、煤の上に層状に凝縮し、一般に未燃ディーゼル燃料および潤滑油に由来する。ＳＯＦは、排気ガスの温度に応じて、蒸気またはエアロゾル（すなわち、液体凝縮物の細かい液滴）としてディーゼル排気中に存在し得る。煤は、主に炭素の粒子で構成されている。
【０００３】
アルミナなどの高融点金属酸化物担体上に分散された、１つまたは複数の白金族金属（ＰＧＭ）などの貴金属を含む酸化触媒は、炭化水素および一酸化炭素気体汚染物質を、これらの汚染物質の酸化に触媒作用を及ぼすことによって二酸化炭素および水に変換するために、ディーゼルエンジンの排気を処理する際に使用されることが知られている。このような触媒は、一般にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）と呼ばれるユニットに含まれており、このユニットは、ディーゼルエンジンからの排気流路に配置されており、排気が大気中へ放出される前にこの排気を処理する。一般に、ディーゼル酸化触媒は、セラミックまたは金属基材上に形成されており、この基材上には、１つまたは複数の触媒コーティング組成物が堆積せられている。気体のＨＣおよびＣＯ排出および粒子状物質（ＳＯＦ部分）の変換に加えて、１つ以上のＰＧＭを含む酸化触媒は、ＮＯからＮＯ２への酸化を促進する。触媒は一般に、ライトオフ温度、すなわち５０％変換が達成される温度（Ｔ５０とも呼ばれる）によって定義される。
【０００４】
ＮＯｘは、内燃エンジン（例えば、自動車およびトラック）、燃焼設備（例えば、天然ガス、石油、石炭によって加熱を行う発電所）、ならびに硝酸生成プラントなどからの排気ガスに含有される。ＮＯｘ含有ガス混合物を処理して、大気汚染を減少させるために、様々な処理方法が使用されてきた。
【０００５】
ガソリン直接噴射および部分希薄燃焼エンジンなどの希薄燃焼エンジンの排気からのＮＯｘを低減するための１つの効果的な方法は、希薄燃焼エンジンの運転条件下でのＮＯｘの捕捉および貯蔵、および化学量論的またはリッチエンジン運転条件下、またはリッチ条件を誘発するために外部燃料が排気に噴射されることを伴う希薄エンジン運転下で、捕捉されたＮＯｘを還元させることを必要とする。希薄運転サイクルは通常、１分〜２０分の間であり、リッチ運転サイクルは通常、できるだけ多くの燃料を節約するために短い（１〜１０秒）。ＮＯｘ変換効率を高めるために、長くても頻度の低い再生よりも、短く頻繁な再生が好ましい。したがって、希薄ＮＯｘ捕捉触媒は、一般に、ＮＯｘ捕捉機能および三元変換機能を提供しなければならない。
【０００６】
いくつかの希薄ＮＯｘ捕捉（ＬＮＴ）システムは、アルカリ土類元素を含んでいる。例えば、ＮＯｘ吸着剤成分は、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａの酸化物などのアルカリ土類金属酸化物を含む。他の希薄ＬＮＴシステムは、Ｃｅ、Ｌａ、ＰｒまたはＮｄの酸化物などの希土類金属酸化物を含むことができる。ＮＯｘ吸着剤は、触媒的ＮＯｘ酸化および還元のための、高融点金属酸化物（例えば、アルミナ）担体上に分散された白金成分などのＰＧＭ触媒と組み合わせて使用することができる。ＬＮＴ触媒は、周期的な希薄（捕捉モード）と、リッチ（再生モード）排気条件との下で動作し、リッチ（再生モード）排気条件の間、エンジン排出ＮＯがＮ２に変換される。
【０００７】
希薄燃焼エンジンの排気からＮＯｘを還元するための別の有効な方法は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒成分の存在下で、アンモニアまたは炭化水素のような適当な還元剤を用いて、希薄燃焼エンジン運転条件下でのＮＯｘの反応を必要とする。ＳＣＲプロセスは、大気中の酸素の存在下で還元剤（例えば、アンモニア）を用いた窒素酸化物の触媒還元を利用し、結果として主に窒素および蒸気の形成をもたらす。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ（標準ＳＣＲ反応）
２ＮＯ２＋４ＮＨ３→３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ（低速ＳＣＲ反応）
ＮＯ＋ＮＯ２＋ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ（高速ＳＣＲ反応）
【０００８】
ＳＣＲプロセスで使用されている現在の触媒には、鉄または銅などの触媒金属とイオン交換された、ゼオライトなどの分子ふるいが含まれる。有用なＳＣＲ触媒成分は、６００℃より低い温度においてＮＯｘ排気成分の還元に有効に触媒作用を及ぼすことができ、これにより、一般的により低い排気温度に関連する低負荷の条件下でさえも、還元されるＮＯｘレベルを達成することができる。
【０００９】
自動車の排気ガス流の処理で遭遇する主な問題は、いわゆる「コールドスタート」期間であり、これは、排気ガス流および排気ガス処理システムが低温（すなわち、１５０℃未満）であるときの処理プロセスの開始時における期間である。これらの低温では、排気ガス処理システムは一般に、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、および／または一酸化炭素（ＣＯ）の排出を効果的に処理するのに十分な触媒活性を示さない。一般に、ＳＣＲ触媒成分などの触媒成分は、２００℃より高い温度においてＮＯｘをＮ２に変換する際に非常に有効であるが、コールドスタートまたは長期にわたる低速市街地運転などのより低い温度領域（＜２００℃）では十分な動作を示さない。そのため、このような低温のＮＯｘ排出物を捕捉および貯蔵することでき、触媒成分（すなわち、ＳＣＲ触媒成分）が有効になったときにＮＯｘ排出物をより高い温度（＞２００℃）で放出することができる触媒成分が強く求められている。その結果、この問題を軽減するためにかなりの努力が払われてきた。例えば、これらの排気ガス排出物を低温で貯蔵し、その後、処理システムの残りの触媒成分が十分な触媒活性を達したときに、それらの排気ガス排出物（すなわち、ＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘガス）をより高い温度で放出することができる新たな捕捉システムが開発されてきた。
【００１０】
例えば、ゼオライトは、初期コールドスタート期間中に気体炭化水素汚染物質を吸着および保持するために、触媒処理システムの吸着剤材料としてしばしば使用される。排気ガスの温度が上昇すると、吸着された炭化水素は吸着剤材料から駆動され、より高い温度で接触酸化される。しかしながら、ＮＯｘ吸着剤技術は、ＮＯｘ（ＮＯおよびＮＯ２）が希薄条件下で卑金属酸化物（ＢａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２など）に吸着され、その後、一時的なリッチ条件下で放出および還元されるＬＮＴアプリケーションでの使用に限定されている。ＮＯからＮＯ２への変換は、効率的なＮＯｘ捕捉の前提条件であるが、反応速度は、温度が２００℃未満である場合には極めて遅く、これは、従来のＬＮＴ触媒を、コールドスタートＮＯｘ排出物の捕捉に不適切にしている。
【００１１】
排出ガス規制がますます厳しくなっていることにより、コールドスタートＮＯｘ排出物を捕捉するために、改善されたＮＯｘ貯蔵成分を提供することが非常に望ましい。コールドスタートＮＯｘ排気の＞８０％はＮＯから成るので、最新式ＮＯｘ吸着剤材料がＮＯ吸着のための優れた効率を有することが不可欠である。
【発明の概要】
【００１２】
本開示は、一般に、低温条件下において向上したＮＯｘ吸着を示す、触媒組成物、触媒物品、およびこのような触媒物品を含む触媒システムを提供する。特に、このような物品およびシステムは、低温においてＮＯｘを吸着し、捕捉されたＮＯｘを高温において放出するのに適したＮＯｘ吸着剤を含む。この触媒組成物のＮＯｘ吸着成分は、様々なエンジン運転条件下で望ましいＮＯｘ吸着および脱着特性を提供する。
【００１３】
したがって、一態様では、大細孔ゼオライトでありかつ第１のパラジウム成分を含む第１のゼオライトと、小細孔または中細孔のゼオライトでありかつ第２のパラジウム成分を含む第２のゼオライトとを含む低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴ−ＮＡ）触媒組成物が提供される。
【００１４】
いくつかの実施形態において、第１のゼオライトおよび第２のゼオライトは、それぞれ、アルミノケイ酸塩ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトのシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）は、約１０〜約５０である。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトのＳＡＲは、約１０〜約５０である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＦＺＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、ＶＥＴおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは、ＢＥＡ、ＦＡＵ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＦＩ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、ＺＯＮおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ、ＩＴＥ、およびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＷＥＮおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、二次元細孔系を有する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＳＴＴ、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＣＨＡ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトはＢＥＡであり、第２のゼオライトはＦＥＲである。
【００１８】
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、第３のパラジウム成分を含む第３のゼオライトをさらに含む。いくつかの実施形態では、第３のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第１のゼオライトおよび第３のゼオライトは異なる骨格構造タイプを有する。いくつかの実施形態では、第３のゼオライトは、小細孔または中細孔のゼオライトであり、第２のゼオライトおよび第３のゼオライトは、異なる骨格構造タイプを有する。
【００１９】
いくつかの実施形態において、第１のパラジウム成分および第２のパラジウム成分は、それぞれ第１のゼオライトおよび第２のゼオライトに基づいて、約０．５重量％〜約６重量％、または約１重量％〜約３重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比は、約１：９〜約９：１である。いくつかの実施形態において、第１のゼオライト対第２のゼオライトの重量比は、約１：３〜約３：１であり、例えば、比は、約１：３、約１：２．５、約１：２、約１：１．５、約１：１、約３：１、約２．５：１、約２：１、約１．５：１または約１：１であってもよい。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比は、約０．１：９．９〜約９：１である。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比は、約０．１：９．９〜約０．５：９．５である。
【００２０】
別の態様では、内燃機関の排気流を処理するための触媒物品が提供され、この物品は、全長を画定する入口端部および出口端部を有する触媒基質と、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物とを含み、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、本明細書に開示されるＬＴ−ＮＡ触媒組成物である。いくつかの実施形態では、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、第１のゼオライトおよび第２のゼオライトを含む混合物の形態である。いくつかの実施形態では、触媒物品は、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第１のゼオライトを含む第１のウォッシュコートと、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第２のゼオライトを含む第２のウォッシュコートとを含む。いくつかの実施形態では、第２のウォッシュコートは触媒基材の直接上にあり、第１のウォッシュコートは第２のウォッシュコートの少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、第１のウォッシュコートは触媒基材直接上にあり、第２のウォッシュコートは第１のウォッシュコートの少なくとも一部にある。いくつかの実施形態では、触媒物品は、第１のウォッシュコートが入口端部から全長の約１０％〜約７０％の長さまで触媒基材上に配置され、第２のウォッシュコートが出口端部から全長の約３０％〜約９０％の長さまでの触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、約１５ｇ／ｆｔ３〜約１００ｇ／ｆｔ３、または約６０ｇ／ｆｔ３〜約９０ｇ／ｆｔ３のＰｄ充填量を含む。いくつかの実施形態では、触媒物品は、約１ｇ／ｉｎ３〜約５ｇ／ｉｎ３または約２ｇ／ｉｎ３〜約４ｇ／ｉｎ３の合計ゼオライト充填量を含む。いくつかの実施形態では、触媒物品は、約５〜約５０または約１０〜約３５のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を含む。いくつかの実施形態では、触媒基材は、ウォールフローフィルタまたはフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む。いくつかの実施形態では、触媒物品は、基材上に配置された第１のディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物をさらに含む。いくつかの実施形態では、第１のＤＯＣ組成物は、Ｐｔ成分および第４のＰｄ成分を含み、ここで、Ｐｔ成分および第４のＰｄ成分は、高融点金属酸化物担体材料上に支持されている。いくつかの実施形態では、高融点金属酸化物は、ガンマアルミナまたは約２％〜約１０％のＳｉＯ２がドープされたアルミナを含む。いくつかの実施形態では、第１のＤＯＣ組成物は、白金族金属（ＰＧＭ）種を実質的に含まないベータゼオライトをさらに含む。
【００２２】
いくつかの実施形態では、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物および第１のＤＯＣ組成物は、均質な単層で触媒基材上に存在する。いくつかの実施形態では、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物は第１の層を含み、ＤＯＣ組成物は第２の層を含む。いくつかの実施形態では、第１の層は、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置され、第２の層は、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置されている。いくつかの実施形態では、第１の層は触媒基材の直接上にあり、第２の層は第１の層の少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、第２の層は触媒基材の直接上にあり、第１の層は第２の層の少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、触媒物品は、第２の層が入口端から全長の約１０％〜約７０％の長さまで触媒基材上に配置され、第１の層が出口端から全長の約３０％〜約９０％の長さまで触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する。
【００２３】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、第３の層をさらに含む。いくつかの実施形態では、第３の層は、第２のＤＯＣ組成物を含む。いくつかの実施形態では、第１の層は、第２の層と第３の層との間に配置されている。いくつかの実施形態では、第２のＤＯＣ組成物は、第１のＤＯＣ組成物と同一である。
【００２４】
いくつかの実施形態では、第３の層は、第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物を含む。いくつかの実施形態では、第２の層は、第１の層と第３の層との間に配置されている。いくつかの実施形態では、第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物と同一である。
【００２５】
いくつかの実施形態では、基材上に直接第１のＤＯＣ組成物、第１のＤＯＣ組成物上に第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物、および第１のＬＴ−ＮＡ組成物上に第２のＤＯＣ組成物を有する触媒物品が提供される。いくつかの実施形態では、基材上に直接第２のＤＯＣ組成物、第２のＤＯＣ組成物上に第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物、および第１のＬＴ−ＮＡ組成物上に第１のＤＯＣ組成物を有する触媒物品が提供される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、基材上に直接第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物上に第１のＤＯＣ触媒組成物、および第１のＤＯＣ組成物上に第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物を有する触媒物品が提供される。いくつかの実施形態では、基材上に直接第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物、第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物上に第１のＤＯＣ組成物、および第１のＤＯＣ組成物上に第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物を有する触媒物品が提供される。
【００２７】
さらに別の態様では、本明細書に開示される触媒物品を含む排気ガス処理システムが提供され、触媒物品は、内燃機関の下流にあり、内燃機関と流体連通している。
【００２８】
さらに別の態様では、内燃機関からの排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減するための方法が提供され、この方法は、排気流を、本明細書に開示される触媒組成物、触媒物品、または排気ガス処理システムのいずれかに通すことを含む。
【００２９】
本開示は、以下の実施形態を含むが、これらに限定されない。
【００３０】
実施形態１：大細孔ゼオライトでありかつ第１のパラジウム成分を含む第１のゼオライトと、小細孔または中細孔のゼオライトでありかつ第２のパラジウム成分を含む第２のゼオライトとを含む、低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴ−ＮＡ）触媒組成物。
【００３１】
実施形態２：第１のゼオライトおよび第２のゼオライトがそれぞれアルミノケイ酸塩ゼオライトである、前記実施形態のＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００３２】
実施形態３：第１のゼオライトのシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）が約１０〜約５０である、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００３３】
実施形態４：第２のゼオライトのＳＡＲが約１０〜約５０である、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００３４】
実施形態５：第１のゼオライトは、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＦＺＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、ＶＥＴおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００３５】
実施形態６：第１のゼオライトが、ＢＥＡ、ＦＡＵ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されている、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００３６】
実施形態７：第２のゼオライトは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＦＩ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、ＺＯＮおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである、前記または後続の実施形態のいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００３７】
実施形態８：第２のゼオライトが、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ、ＩＴＥおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００３８】
実施形態９：第２のゼオライトは、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＷＥＮおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである、前記実施形態のいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００３９】
実施形態１０：第２のゼオライトが二次元細孔系を有する、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４０】
実施形態１１：第２のゼオライトが二次元細孔系を有し、ＦＥＲ、ＣＳＶ、ＤＡＣ、ＨＥＵ、ＭＦＳ、ＭＷＷ、ＮＥＳ、ＲＲＯ、ＳＦＧ、ＳＴＩ、ＳＴＴおよびＴＥＲから選択される骨格構造タイプを有する、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４１】
実施形態１２：第２のゼオライトが、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＳＴＴ、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４２】
実施形態１３：第２のゼオライトが、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＣＨＡ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４３】
実施形態１４：第１のゼオライトがＢＥＡであり、第２のゼオライトがＦＥＲである、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４４】
実施形態１５：第３のパラジウム成分を含む第３のゼオライトをさらに含む、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４５】
実施形態１６：第３のゼオライトが大細孔ゼオライトであり、第１のゼオライトおよび第３のゼオライトが異なる骨格構造タイプを有する、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４６】
実施形態１７：第３のゼオライトが小細孔または中細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトおよび第３のゼオライトが異なる骨格構造タイプを有する、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４７】
実施形態１８：第１のパラジウム成分および第２のパラジウム成分が、それぞれ第１のゼオライトおよび第２のゼオライトに基づき、約０．５重量％〜約６４重量％、または約１重量％〜約２重量％の量で存在する、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４８】
実施形態１９：第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比が約０．１：９．９〜約９：１である、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００４９】
実施形態２０：第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比が約０．１：９．９〜約０．５：９．５である、前記実施形態のうちのいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物。
【００５０】
実施形態２１：全長を画定する入口端部および出口端部を有する触媒基材、およびその上に配置された前記または後続の実施形態のいずれかのＬＴ−ＮＡ触媒組成物を含む、内燃機関の排気流を処理するための触媒物品。
【００５１】
実施形態２２：ＬＴ−ＮＡ触媒組成物が、第１のゼオライトおよび第２のゼオライトを含む混合物の形態である、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００５２】
実施形態２３：触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第１のゼオライトを含む第１のウォッシュコートと、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第２のゼオライトを含む第２のウォッシュコートとを含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００５３】
実施形態２４：第２のウォッシュコートが触媒基材の直接上にあり、第１のウォッシュコートが第２のウォッシュコートの少なくとも一部上にある、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００５４】
実施形態２５：第１のウォッシュコートが触媒基材の直接上にあり、第２のウォッシュコートが第１のウォッシュコートの少なくとも一部上にある、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００５５】
実施形態２６：第１のウォッシュコートが入口端部から全長の約１０％〜約７０％の長さまで触媒基材上に配置され、第２のウォッシュコートが出口端部から全長の約３０〜約９０％の長さまで触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００５６】
実施形態２７：触媒物品が、約１５ｇ／ｆｔ３〜約２００ｇ／ｆｔ３または約６０ｇ／ｆｔ３〜約１２０ｇ／ｆｔ３のＰｄ充填量を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００５７】
実施形態２８：触媒物品が、約１ｇ／ｉｎ３〜約５ｇ／ｉｎ３または約２ｇ／ｉｎ３〜約４ｇ／ｉｎ３の合計ゼオライト充填量を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００５８】
実施形態２９：触媒物品が、約５〜約５０または約１０〜約３５のＳＡＲを含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００５９】
実施形態３０：触媒基材が、ウォールフローフィルタまたはフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６０】
実施形態３１：基材上に配置されたディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物をさらに含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６１】
実施形態３２：ＤＯＣ組成物がＰｔ成分および第４のＰｄ成分を含み、Ｐｔ成分および第４のＰｄ成分が高融点金属酸化物担体材料に支持されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６２】
実施形態３３：高融点金属酸化物が、ガンマアルミナまたは約２％〜約１０％のＳｉＯ２がドープされたアルミナを含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６３】
実施形態３４：ＤＯＣ組成物が、白金族金属（ＰＧＭ）種を実質的に含まないベータゼオライトをさらに含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６４】
実施形態３５：ＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＤＯＣ組成物が、均質な単層で触媒基材上に存在する、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６５】
実施形態３６：ＬＴ−ＮＡ触媒組成物が第１の層を含み、ＤＯＣ組成物が第２の層を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６６】
実施形態３７：第１の層が触媒基材の長さの少なくとも一部に配置され、第２のゼオライトが触媒基材の長さの少なくとも一部に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６７】
実施形態３８：第１の層が触媒基材の直接上にあり、第２の層が第１の層の少なくとも一部上にある、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６８】
実施形態３９：第２の層が触媒基材の直接上にあり、第１の層が第２の層の少なくとも一部上にある、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００６９】
実施形態４０：触媒物品が、第２の層が入口端部から全長の約１０％〜約７０％の長さまで触媒基材上に配置され、第１の層が出口端部から全長の約３０〜約９０％の長さまで触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７０】
実施形態４１：第３の層をさらに含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７１】
実施形態４２：第３の層が第２のＤＯＣ組成物を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７２】
実施形態４３：第１の層が第２の層と第３の層との間に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７３】
実施形態４４：第２のＤＯＣ組成物が第１のＤＯＣ組成物と同一である、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７４】
実施形態４５：第３の層が第２のＬＴ−ＮＡ組成物を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７５】
実施形態４６：第２の層が第１の層と第３の層との間に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７６】
実施形態４７：第２のＬＴ−ＮＡ組成物が第１のＬＴ−ＮＡ組成物と同一である、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７７】
実施形態４８：ＤＯＣ組成物が第３の層をさらに含み、第１の層が第２の層と第３の層との間に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７８】
実施形態４９：ＬＴ−ＮＡ組成物が第３の層をさらに含み、第２の層が第１の層と第３の層との間に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
【００７９】
実施形態５０：触媒物品が内燃機関の下流にあり、内燃機関と流体連通している、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品を含む排気ガス処理システム。
【００８０】
実施形態５１：内燃機関からの排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減するための方法であって、排気ガス流を前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品と接触させることを含む方法。
【００８１】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下に簡潔に説明される添付の図面とともに以下の詳細な説明を閲読することで明らかになるだろう。本発明は、上記の実施形態の２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の任意の組み合わせ、および本開示に記載の任意の２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の特徴または要素の組み合わせを、そのような特徴または要素が、本明細書の特定の実施形態の説明で明示的に組み合わされているか否かに関わらず含む。本開示では、文脈が明らかに他のことを示さない限り、開示される発明の分けることが可能な特徴または要素が、その様々な態様および実施形態のいずれかにおいて、組み合わせ可能であると考えられるべきであると、全体として読み取られることが意図される。本発明の他の態様および利点は、以下で明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
本発明の実施形態の理解を提供するために、添付図面が参照され、添付図面では、参照符号は、発明の典型的な実施形態の構成要素を示している。図面は、単なる例であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本明細書に記載の開示は、添付の図において、限定としてではなく、例として示されている。図を簡潔かつ明確にするために、図に示されている特徴は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。例えば、一部の特徴の寸法は、わかりやすくするために他の特徴に対して誇張されている場合がある。さらに、適切であると考えられる場合、対応するまたは類似の要素を示すために、複数の図面で参照符号が繰り返し用いられる。
【００８３】
【図１Ａ】本開示による触媒（すなわち、低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴ−ＮＡ））ウォッシュコートを含んでもよい、ハニカムタイプ基材の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに対して拡大された、図１Ａの基材の端面に対して平行な平面に沿って見た部分断面図であり、基材がフロースルー基材である実施形態における、図１に示された複数のガス流の拡大図を示している。
【図２】図１Ａにおけるハニカムタイプ基材がウォールフローフィルタに相当する、図１Ａに対して拡大された断面の切断図である。
【図３Ａ】本開示のゾーン化されたＬＴ−ＮＡ触媒物品の一実施形態の断面図である。
【図３Ｂ】本開示の層状ＬＴ−ＮＡ触媒物品の実施形態の断面図である。
【図３Ｃ】本開示の層状ＬＴ−ＮＡ触媒物品の別の実施形態の断面図である。
【図４Ａ】本開示の均質層ＬＴ−ＮＡ触媒物品の断面図である。
【図４Ｂ】本開示の２層ＬＴ−ＮＡ触媒物品の２つの可能な構成の断面図である。
【図４Ｃ】本開示のゾーン化されたＬＴ−ＮＡ触媒物品の断面図である。
【図５Ａ】本開示の均質層ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品の断面図である。
【図５Ｂ】本開示の２層ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品の可能な構成の断面図である。
【図５Ｃ】本開示の２層ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品の可能な構成の断面図である。
【図５Ｄ】本開示のゾーン化されたＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品の断面図である。
【図５Ｅ】２つのＤＯＣ層を含む本開示の３層ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品の可能な構成の断面図である。
【図５Ｆ】２つのＬＴ−ＮＡ層を含む本開示の３層ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品の可能な構成の断面図である。
【図６Ａ】本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の下流でかつ触媒スートフィルタ（ＣＳＦ）および選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒成分の上流に配置されている。
【図６Ｂ】ＬＴ−ＮＡ触媒物品がＤＯＣ、ＣＳＦ、およびＳＣＲ触媒の上流に位置する、本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図である。
【図６Ｃ】本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、ＤＯＣの下流でかつＳＣＲ触媒構成要素およびＣＳＦの上流に位置する。
【図６Ｄ】本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、ＤＯＣ、ＳＣＲ触媒構成要素およびＣＳＦの上流に位置する。
【図７Ａ】ＤＯＣ（ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ）と組み合わされた本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣは、ＣＳＦおよびＳＣＲ触媒構成要素の上流に位置する。
【図７Ｂ】ＤＯＣ（ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ）と組み合わされた本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣは、ＣＳＦおよびＳＣＲ触媒構成要素の上流に位置する。
【図７Ｃ】ＤＯＣ（ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ）と組み合わされた本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣは、組み合わされたＳＣＲ触媒構成要素−触媒スートフィルタ（ＳＣＲｏＦ）の上流に位置する。
【図７Ｄ】触媒スートフィルタ（ＬＴ−ＮＡ／ＣＳＦ）と組み合わされた本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ／ＣＳＦは、ＤＯＣの上流でかつＳＣＲ触媒構成要素の下流に位置する。
【図７Ｅ】ＳＣＲ触媒構成要素（ＬＴ−ＮＡ／ＳＣＲ）と組み合わされた本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ／ＳＣＲは、ＣＳＦおよびＤＯＣの上流に位置する。
【図７Ｆ】ジョイントＳＣＲ触媒構成要素−触媒スートフィルタ（ＬＴ−ＮＡ／ＳＣＲｏＦ）と組み合わされた本開示のＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、ＬＴ−ＮＡ／ＳＣＲＯＦは、ＤＯＣの上流に位置する。
【図８】本開示のいくつかの触媒組成物についての、様々な時間および温度におけるＮＯｘ濃度を示す折れ線グラフである。
【図９】本開示の様々な触媒組成物サンプルについての、時間に関する入口および出口の累積ＮＯｘの差（すなわち、デルタＮＯｘ）を示す折れ線グラフである。
【図１０】様々な触媒組成物サンプルについての、時間に関する触媒出口ＮＯｘ濃度を示す折れ線グラフである。
【図１１】様々な触媒組成物サンプルについての、時間に関する触媒出口ＮＯｘ濃度を示す折れ線グラフである。
【図１２】ＬＴ−ＮＡのみの触媒組成物およびＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒組成物についての３つのＦＴＰサイクルにわたるコールドスタートＮＯｘ吸着効率のグラフ比較である。
【図１３】ＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒組成物についてのコールドスタートＮＯｘ吸着効率のグラフ比較である。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
本開示は、一般に、ＮＯｘの吸着およびその後の熱放出に適した、触媒、触媒物品、およびこのような触媒物品を含む触媒システムを提供する。特に、このような物品およびシステムは、低温でＮＯｘを吸着し（ＬＴ−ＮＡ）、捕捉されたＮＯｘをより高い温度で熱的に放出するのに適したＮＯｘ吸着剤を含む。これは、例えば、ＬＴ−ＮＡ触媒物品が、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒構成部材の上流に配置されるときに特に重要である。選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒構成部材は、２００℃より高い温度においてＮＯＸをＮ２に変換する際に非常に有効であるが、コールドスタート中および尿素を排気中に噴射することができる前などのより低温の領域（＜２００℃）においては十分な動作を示さない。
【００８５】
これより、以下で本発明をより十分に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。
【００８６】
定義
本明細書における冠詞「１つの（ａ）」および「１つの（ａｎ）」は、文法的目的語の１つまたは２つ以上（例えば、少なくとも１つ）を指す。本明細書に引用される範囲はすべて、包括的である。全体を通して使用される「約」という用語は、小さな変動を表現し、説明するために使用される。例えば、「約」は、その数値が±５％、±４％、±３％、±２％、±１％、±０．５％、±０．４％、±０．３％、±０．２％、±０．１％、または±０．０５％だけ変更され得ることを意味する。全ての数値は、明示的に示されているかどうかに関係なく、「約」という用語で修飾されている。「約」という用語によって変更された数値には、特定の識別された値が含まれる。例えば、「約５．０」は、５．０を含む。
【００８７】
「軽減」という用語は、何らかの手段により引き起こされる量の減少を意味する。
【００８８】
「関連する」という用語は、例えば、「装備されている」、「接続されている」、または「通信している」、例えば、「電気的に接続されている」または「流体連通している」、またはある機能を実行するようにその他の方法で接続されていることを意味する。「関連する」という用語は、例えば、直接的に関連するまたは１つまたは複数の他の物品または要素を介して、間接的に関連することを意味することがある。
【００８９】
平均粒径はＤ５０と同義であり、つまり、粒子の個数の半分がこれより大きなサイズを有し、半分がこれより小さなサイズを有することを意味する。粒子サイズは一次粒子を指す。粒径は、ＡＳＴＭ法Ｄ４４６４による、分散またはドライパウダーを用いた、レーザー光散乱技術によって測定されてもよい。Ｄ９０の粒径分布は、サブミクロンサイズの粒子については走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定され、担体含有粒子（ミクロンサイズ）については粒径分析器によって測定されたときに、粒子の９０％（数による）が、特定のサイズより小さいフェレー径を有することを示す。
【００９０】
「触媒」という用語は、化学反応を促進する材料を指す。触媒には、「触媒的に活性な種」と、活性種を担持または支持する「担体」が含まれる。例えば、ゼオライトは、パラジウム活性触媒種の担体である。同様に、高融点金属酸化物粒子は、白金族金属触媒種の担体であってもよい。触媒活性種は、化学反応を促進するため、「促進剤」とも呼ばれる。例えば、現在のパラジウム含有ゼオライトは、Ｐｄ促進ゼオライトと呼ばれてもよい。「促進ゼオライト」とは、触媒活性種が意図的に添加されたゼオライトを指す。
【００９１】
本発明における「触媒物品」という用語は、触媒コーティング組成物を有する基材を含む物品を指す。
【００９２】
本明細書において使用される「結晶サイズ」は、結晶が針状でないという条件で、結晶の面の１つのエッジの長さ、好ましくは最も長いエッジを意味する。結晶サイズの直接測定は、ＳＥＭやＴＥＭなどの顕微鏡法を使用して行うことができる。例えば、ＳＥＭによる測定では、材料の形態を高倍率（通常は１０００倍〜１０，０００倍）で検査する。ＳＥＭ法は、ゼオライト粉末の代表的な部分を適切なマウント上に分配することによって行うことができ、これにより、個々の粒子は、１０００倍〜１００００倍の倍率で視野全体に適度に均一に広がる。この個体数から、ランダムな個々の結晶の統計的に有意なサンプル（例えば、５０〜２００個）が調べられ、直線的なエッジの水平線に対して平行な、個々の結晶の最長寸法が、測定および記録される。明らかに大きな多結晶凝集体である粒子は、測定に含まれない。これらの測定値に基づいて、サンプルの結晶サイズの算術平均が計算される。
【００９３】
「ＣＳＦ」は、ウォールフローモノリスである触媒スートフィルタを指す。ウォールフローフィルタは、交互に位置した入口チャネルと出口チャネルとからなり、入口チャネルは出口端部に差し込まれており、出口チャネルは入口端部に差し込まれている。入口チャネルに入る、スートを運搬する排気ガス流は、出口チャネルから出る前に、フィルタ壁を通過させられる。すすのろ過および再生に加えて、ＡＣＳＦは、酸化触媒を担持してもよく、これにより、ＣＯおよびＨＣをＣＯ２およびＨ２Ｏに酸化させ、または、ＮＯをＮＯ２に酸化させ、これにより、下流のＳＣＲ触媒を加速させるまたはより低い温度におけるスート粒子の酸化を促進する。ＳＣＲ触媒組成物は、ＳＣＲｏＦと呼ばれるウォールフローフィルタに直接コーティングすることもできる。
【００９４】
本明細書において使用される場合、「触媒システム」という句は、２つ以上の触媒の組み合わせ、例えば、第１の低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴ−ＮＡ）触媒と、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ＬＮＴまたはＳＣＲ触媒物品であってもよい第２の触媒との組み合わせを指す。これに代えて、触媒システムは、２つの触媒が混合されている、または別々の層でコーティングされているウォッシュコートの形態であってもよい。
【００９５】
説明および特許請求の範囲において使用される「構成された」という用語は、「含む」または「含有する」という用語と同様に、制限のない用語であることを意図している。「構成された」という用語は、他の可能な物品または要素を除外することを意味するものではない。「構成された」という用語は、「適応させられた」と同等の場合がある。
【００９６】
「ＤＯＣ」は、ディーゼルエンジンの排気ガス中の炭化水素および一酸化炭素を変換するディーゼル酸化触媒を指す。一般に、ＤＯＣは、パラジウムおよび／または白金などの１つまたは複数の白金族金属、アルミナなどの担体材料、ＨＣ貯蔵のためのゼオライト、および選択的に、促進剤および／または安定剤を含む。
【００９７】
一般に、「有効」という用語は、重量またはモルにおける規定された触媒活性または貯蔵／放出活性に関して、例えば約３５％〜１００％有効である、例えば、約４０％、約４５％、約５０％または約５５％〜約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、約９０％または約９５％有効であることを意味する。
【００９８】
「排気流」または「排気ガス流」という用語は、固体または液体の粒子状物質を含んでもよい流動ガスのあらゆる組合せを指す。流れは、気体成分を含み、例えば、液滴、固体粒子などの非ガス性成分を含んでもよい希薄燃焼エンジンの排気である。燃焼機関の排気ガス流は、一般的に、燃焼生成物（ＣＯ２およびＨ２Ｏ）、不完全燃焼生成物（一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ））、窒素酸化物（ＮＯｘ）、可燃性および／または炭素質微粒子状物質（すす）、ならびに未反応の酸素および窒素を含む。本明細書で使用されているように、「上流」および「下流」という用語は、エンジンからテールパイプに向かうエンジン排気ガス流の流れに応じた相対的な方向を指し、エンジンは上流位置にあり、テールパイプおよびあらゆる汚染物軽減物品、例えばフィルタおよび触媒は、エンジンの下流にある。基材の入口端部は、「上流」端部または「前」端部と同義である。出口端部は、「下流」端部または「後」端部と同義である。上流ゾーンは、下流ゾーンの上流にある。上流ゾーンはエンジンまたはマニホールドの近くにあってもよく、下流ゾーンはエンジンまたはマニホールドからさらに離れていてもよい。
【００９９】
「流体連通」という用語は、同じ排気ラインに位置決めされた物品を指すために使用され、すなわち、共通の排気流が、互いに流体連通した物品を通過する。流体連通した物品は、排気ラインにおいて互いに隣接していてもよい。これに代えて、流体連通した物品は、「ウォッシュコートモノリス」とも呼ばれる１つまたは複数の物品によって分離されていてもよい。
【０１００】
本発明における「機能性物品」という用語は、機能性コーティング組成物、特に触媒および／または吸着剤コーティング組成物がその上に配置された基材を含む物品を意味する。
【０１０１】
本明細書で使用されているように、「含浸させられた」または「含浸」とは、担体材料の多孔質構造に触媒材料が浸透することを指す。
【０１０２】
「ＬＮＴ」は、白金族金属、セリア、および希薄条件中にＮＯｘを吸着するのに適したアルカリ土類捕捉材料（例えば、ＢａＯまたはＭｇＯ）を含む触媒である希薄ＮＯｘ捕捉を指す。リッチ条件下では、ＮＯｘが放出され、窒素に還元される。
【０１０３】
本明細書で使用される場合、ゼオライトおよび他のゼオライト骨格構造材料（例えば、同形置換された材料）などの「分子ふるい」という用語は、粒子の形態で触媒ＰＧＭを支持してもよい材料を指す。分子ふるいは、一般に四面体タイプサイトを含みかつ実質的に均一な細孔分布を有し、平均細孔サイズが２０オングストローム（Å）以下である、酸素イオンの広範な三次元ネットワークに基づく材料である。
【０１０４】
コーティング層に関連する「上」および「上側」という用語は、同義語として使用することができる。「直接上」という用語は、直接接触していることを意味する。開示された物品は、ある実施形態において、第２のコーティング層の「上」に１つのコーティング層を含むと呼ばれるが、このような言葉遣いは、コーティング層間の直接接触が必要とされない、介在層を有する実施形態を包含することが意図されている（すなわち、「上」は「直接上」とは同等ではない）。
【０１０５】
「白金族金属成分」または「ＰＧＭ成分」は、白金族金属またはそれらの酸化物の１つを指す。
【０１０６】
本明細書で使用される場合、「促進される」という用語は、分子ふるい中の固有の不純物とは対照的に、一般的にイオン交換によって分子ふるい材料に意図的に添加される成分を指す。
【０１０７】
本明細書で使用されているように、「選択的触媒還元」（ＳＣＲ）という用語は、窒素性還元剤を使用して、窒素酸化物を二窒素（Ｎ２）に還元する触媒プロセスを指す。
【０１０８】
本明細書で使用される場合、「窒素酸化物」または「ＮＯｘ」という用語は、ＮＯ、ＮＯ２またはＮ２Ｏなどの窒素酸化物を指す。
【０１０９】
「吸着剤」という用語は、所望の物質、本発明では、ＮＯｘおよび／またはＣＯおよび／またはＨＣおよび／またはＮＨ３を吸着および／または吸収する材料を指す。吸着剤は、有利には、所定の温度で物質を吸着および／または吸収（貯蔵）しかつより高い温度で物質を脱着（放出）してもよい。
【０１１０】
「実質的にない」とは、「ほとんどまたは全くない」または「意図的に添加されていない」ことを意味し、微量および／または不注意な量しか含まないことも意味する。例えば、ある実施形態において、「実質的にない」とは、示された組成物全体の重量に基づき、２重量％未満、１．５重量％未満、１．０重量％未満、０．５重量％未満、０．２５重量％または０．０１重量％未満を意味する。
【０１１１】
本明細書で使用される場合、「基材」という用語は、触媒材料、すなわち触媒コーティングが、典型的にはウォッシュコートの形態でその上に配置されているモノリシック材料を指す。１つまたは複数の実施形態では、基材は、フロースルーモノリスおよびモノリシックウォールフローフィルタである。フロースルーおよびウォールフロー基材はまた、例えば、参照により本明細書に組み込まれる国際特許出願第ＷＯ２０１６／０７００９０に開示されている。ウォッシュコートは、液体中に特定の固形物含有量（例えば３０重量％〜９０重量％）の触媒を含有するスラリーを調製し、それから、これを基材にコーティングし、乾燥させてウォッシュコート層を提供することによって形成される。「モノリシック基材」への言及は、入口から出口まで均質でかつ連続的な単一構造を意味する。ウォッシュコートは、液体ビヒクル中にある特定の固体含量（例えば２０％〜９０重量％）の粒子を含有するスラリーを調製し、次いでこれを基材上にコーティングし、乾燥させてウォッシュコート層を提供することによって形成される。
【０１１２】
本明細書で使用されているように、「担体」という用語は、触媒貴金属が施与される任意の高表面積材料、通常は金属酸化物材料を指す。
【０１１３】
本明細書で使用されているように、「ウォッシュコート」という用語は、処理されるガス流の通過を可能にするのに十分に多孔性のある基材材料、例えばハニカムタイプ基材に塗布される触媒または他の材料の薄い接着性コーティングの技術分野におけるその通常の意味を有する。本発明の金属促進モレキュラーシーブを含有するウォッシュコートは、任意に、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア、またはそれらの組み合わせから選択されるバインダーを含み得る。バインダーの充填量は、ウォッシュコートの重量に基づいて、約０．１〜１０重量％である。本明細書において使用され、Ｈｅｃｋ、ＲｏｎａｌｄおよびＦａｒｒａｕｔｏ、Ｒｏｂｅｒｔ、Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ａｉｒ  Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ：Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、２００２、ｐｐ．１８−１９に記載されているように、ウォッシュコート層は、モノリシック基材または下側のウォッシュコート層の表面に配置された材料の、組成的に区別される層を含む。基材は、１つまたは複数のウォッシュコート層を含むことができ、各ウォッシュコート層は、何らかの態様が異なることができ（例えば、粒径または結晶子相などの、ウォッシュコートの物理的特性が異なってもよい）および／または化学的触媒機能が異なってもよい。
【０１１４】
別段の定めがないかぎり、「重量パーセント（ｗｔ％）」は、いかなる揮発性物質も含まない組成物全体、つまり乾燥固形分に基づく。特に明記しない限り、全ての部およびパーセントは、重量による。
【０１１５】
本明細書において使用されているように、「ゼオライト」という用語は、ケイ素およびアルミニウム原子をさらに含む、分子ふるいの特定の例を指す。一般に、分子ふるいは、角を共有するＴＯ４四面体で構成される開口三次元骨格構造を有するアルミノケイ酸塩として定義され、ここで、Ｔは、ＡｌもしくはＳｉ、または選択的にＰである。アニオン性骨格構造の電荷のバランスをとるカチオンは、骨格構造酸素と緩く関連しており、残りの細孔容積は水分子で満たされている。非骨格カチオンは一般的に交換可能であり、水分子は除去可能である。
【０１１６】
アルミノケイ酸塩ゼオライト構造は、骨格構造において同形に置換されたリンまたは他の金属を含まない。すなわち、「アルミノケイ酸塩ゼオライト」は、ＳＡＰＯ、ＡｌＰＯおよびＭｅＡ１ＰＯ材料などのアルミノリン酸塩材料を除外し、一方、より広い用語「ゼオライト」は、アルミノケイ酸塩およびアルミノリン酸塩を含む。この開示の目的では、ＳＡＰＯ、Ａ１ＰＯおよびＭｅＡ１ＰＯ材料は、非ゼオライト分子ふるいとして考えられる。
【０１１７】
このゼオライトは、独立して、共通の酸素原子によって連結されて三次元ネットワークを形成するＳｉＯ４／ＡｌＯ４四面体を含んでもよい。このゼオライトのシリカ対アルミナ（「ＳＡＲ」）のモル比は、広範囲にわたって変化することができ、一般に２以上である。例えば、このゼオライトは、約５〜約１０００のＳＡＲを有してもよい。
【０１１８】
ゼオライトは、主に、ＳｉＯ４／ＡｌＯ４四面体の頑強な網目構造によって形成される空隙の形状に従って区別することができる。空隙への入口は、入口開口部を形成する原子について、６個、８個、１０個、または１２個の環原子から形成される。
【０１１９】
ゼオライトは、二次構造単位（ＳＢＵ）および複合構造単位（ＣＢＵ）からなり、多くの異なる骨格構造で生じる。二次構造単位は、１６個までの四面体原子を含有し、キラルではない。複合構造単位は、アキラルである必要はなく、骨格全体の構築に必ずしも使用可能であるわけではない。例えば、ゼオライトの群は、それらの骨格構造内に一重四環（ｓ４ｒ）複合構造単位を有する。四環において、「四」は、四面体のケイ素およびアルミニウム原子の位置を示し、酸素原子は、四面体原子の間に位置している。他の複合構造単位は、例えば、一重六環（ｓ６ｒ）単位、二重四環（ｄ４ｒ）単位、および二重六環（ｄ６ｒ）単位を含む。ｄ４ｒ単位は、２個のｓ４ｒ単位を結合することによってもたらされる。ｄ６ｒ単位は、２個のｓ６ｒ単位を結合することによってもたらされる。ｄ６ｒ単位には、１２個の四面体原子がある。
【０１２０】
一般的に、ゼオライトのあらゆる骨格構造タイプ、例えば、ＡＢＷ、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＥＮ、ＡＥＴ、ＡＦＩ、ＡＦＮ、ＡＦＯ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＦＹ、ＡＨＴ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＳＶ、ＡＴＮ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＡＴＴ、ＡＴＶ、ＡＶＬ、ＡＷＯ、ＡＷＷ、ＢＣＴ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＩＫ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＲＥ、ＣＡＮ、ＣＡＳ、ＳＣＯ、ＣＦＩ、ＳＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＡ、ＣＨＩ、ＣＬＯ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＡＣ、ＤＤＲ、ＤＦＯ、ＤＦＴ、ＤＯＮ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＥＩ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＥＳＶ、ＥＴＲ、ＥＵＯ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＧＩＳ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＧＯＯ、ＨＥＵ、ＩＦＲ、ＩＦＹ、ＩＨＷ、ＩＲＮ、ＩＳＶ、ＩＴＥ、ＩＴＨ、ＩＴＷ、ＩＷＲ、ＩＷＷ、ＪＢＷ、ＫＦＩ、ＬＡＵ、ＬＥＶ、ＬＯＶ、ＬＴＡ、ＬＴＬ、ＬＴＮ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＥＬ、ＭＥＲ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＯＮ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＴＦ、ＭＴＴ、ＭＴＷ、ＭＷＦ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＮＰＯ、ＮＰＴ、ＮＳＩ、ＯＢＷ、ＯＦＦ、ＯＳＩ、ＯＳＯ、ＯＷＥ、ＰＡＲ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＰＯＮ、ＲＨＯ、ＲＯＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＲＴＥ、ＲＴＨ、ＲＷＲ、ＲＷＹ、ＳＡＯ、ＳＡＳ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＦＥ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＦＨ、ＳＦＮ、ＳＦＯ、ＳＦＷ、ＳＯＳ、ＳＳＹ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＴＥＲ、ＴＨＯ、ＴＯＮ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＵＳＩ、ＵＴＬ、ＶＥＴ、ＶＦＩ、ＶＮＩ、ＶＳＶ、ＷＩＥ、ＷＥＮ、ＹＵＧ、ＺＯＮまたはそれらの組合せの骨格構造タイプを使用することができる。
【０１２１】
例えば、このゼオライトは、ＡＥＩ、ＢＥＡ（ベータゼオライト）、ＣＨＡ（チャバザイト）、ＦＡＵ（ゼオライトＹ）、ＦＥＲ（フェリエライト）、ＭＦＩ（ＺＳＭ−５）およびＭＯＲ（モルデナイト）からなる群から選択される骨格構造タイプを含んでもよい。ＡＥＩ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＭＦＩおよびＭＯＲ構造を有するゼオライトの非限定的な例には、チャバザイト、フォージャサイト、ゼオライトＹ、超安定ゼオライトＹ、ベータゼオライト、モルデナイト、シリカライト、ゼオライトＸ、およびＺＳＭ−５が含まれる。
【０１２２】
例えば、現在のゼオライトは、チャバザイト結晶構造を有することができ、これは、国際ゼオライト協会によってＣＨＡ構造とも呼ばれる。ゼオライトＣＨＡ骨格構造タイプの分子ふるいには、近似式、すなわち（Ｃａ、Ｎａ２、Ｋ２、Ｍｇ）Ａｌ２Ｓｉ４Ｏ１２・６Ｈ２Ｏを有する、ゼオライト群の天然に存在するテクトケイ酸塩鉱物（例えば、水和ケイ酸アルミニウムカルシウム）が含まれる。ゼオライトチャバザイトの３つの合成形態は、参照によって本明細書に組み込まれる“Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｉｅｖｅｓ，”ｂｙ  Ｄ．Ｗ．Ｂｒｅｃｋ，ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｉｎ  １９７３  ｂｙ  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓに記載されている。Ｂｒｅｃｋによって報告された３つの合成形態は、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｐ．２８２２（１９５６）、Ｂａｒｒｅｒ他に記載されたゼオライトＫ−Ｇと、英国特許第８６８，８４６号（１９６１）に記載されたＡｌ．；ゼオライトＤと、米国特許第ＵＳ３，０３０，１８１号に記載されたゼオライトＲであり、これらは、参照により本明細書に組み込まれる。ゼオライトチャバザイトＳＳＺ−１３の別の合成形態の合成は、米国特許第ＵＳ４，５４４，５３８号に記載されている。チャバザイト結晶構造を有する非ゼオライト分子ふるいの合成形態であるシリコアルミノリン酸塩３４（ＳＡＰＯー３４）の合成は、米国特許第ＵＳ４，４４０，８７１号および米国特許第ＵＳ７，２６４，７８９号に記載されており、これらのそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。チャバザイト構造を有するさらに別の合成非ゼオライト分子ふるい、ＳＡＰＯ−４４を作製する方法は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第ＵＳ６，１６２，４１５号に記載されている。
【０１２３】
ゼオライトは、ゼオライトのタイプ、ならびにゼオライト格子に含まれるカチオンのタイプおよび量に応じて、直径が約３〜１０オングストロームの範囲の、かなり均一な細孔径を有する結晶材料である。細孔径は環径により定義される。本明細書で使用されているように、「小細孔」という用語は、約５オングストロームよりも小さい細孔開口部、例えば約３．８オングストロームオーダーの細孔開口部を指す。
【０１２４】
小細孔ゼオライトには、最大８つの四面体原子によって規定されるチャネルが含まれている。「八環」ゼオライトという語句は、八環細孔開口部および二重六環二次構造単位を有し、かつ４個の環による二重六環構造単位の接続から生じるケージ型構造を有するゼオライトを指す。
【０１２５】
例示的な小細孔ゼオライトは、骨格構造タイプＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、ＺＯＮおよびそれらの混合物または連晶を含む。
【０１２６】
中細孔ゼオライトは、１０員環によって規定されるチャネルを含む。例示的な中細孔ゼオライトは、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＷＥＮ骨格構造タイプおよびそれらの混合物または連晶を含む。
【０１２７】
大細孔ゼオライトは、１２員環によって規定されたチャネルを含む。例示的な大細孔ゼオライトは、骨格構造タイプＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、ＶＥＴおよびそれらの混合物または連晶を含む。
【０１２８】
本明細書に記載されている全ての方法は、本明細書で別途指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意および全ての例または例示的言語（例えば「など」）の使用は、材料および方法をよりよく説明することのみを意図したものであり、別途請求されない限り、範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる言葉も、請求されていない要素を、開示された材料および方法の実施に必須であることを示すものと解釈されるべきではない。
【０１２９】
本明細書において言及されるすべての米国特許出願、付与前の刊行物および特許は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０１３０】
ＬＴ−ＮＡ触媒組成物
本開示は、大細孔ゼオライトでありかつ第１のパラジウム成分を含む第１のゼオライトと、小細孔または中細孔のゼオライトでありかつ第２のパラジウム成分を含む第２のゼオライトとを含む、低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴ−ＮＡ）触媒組成物を提供する。いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、第３のパラジウム成分を含む第３のゼオライトをさらに含む。これらのＬＴ−ＮＡ触媒組成物の成分は、本明細書で以下に論じられる。
【０１３１】
ゼオライト
上で参照したように、本発明のＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、第１のゼオライト、第２のゼオライト、および選択的に第３のゼオライトを含む。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは、アルミノケイ酸塩ゼオライトである。第１のゼオライトは、本明細書に記載されるように、有利には大細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＦＺＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、ＶＥＴおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する大細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは、ＢＥＡ、ＦＡＵ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される骨格構造タイプを有する大細孔ゼオライトである。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、アルミノケイ酸塩である。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、小細孔ゼオライトである。例えば、いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＦＩ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、ＺＯＮおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ、ＩＴＥ、およびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは中細孔ゼオライトである。例えば、いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＷＥＮおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＳＴＴ、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＣＨＡ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された中細孔ゼオライトである。
【０１３４】
いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、二次元細孔系を有する。いくつかの実施形態では、２次元細孔系を有する第２のゼオライトは、これらに限定されないが、ＦＥＲ、ＣＳＶ、ＤＡＣ、ＨＥＵ、ＭＦＳ、ＭＷＷ、ＮＥＳ、ＲＲＯ、ＳＦＧ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、またはＴＥＲなどの骨格構造タイプを有してもよい。ＦＥＲ構造を有するゼオライトの合成および細孔形状の説明は、例えば、Ｗｅｉｔｋａｍｐ他、Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．２５，（２００２），３，２７３−２７５、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ５ｔｈ  Ｓｅｒｂｉａｎ−Ｃｒｏａｔｉａｎ−Ｓｌｏｖｅｎｉａｎ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｚｅｏｌｉｔｅｓ，３２−３５，およびＰａｒｉｋｈ他、Ｉｎｄｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１８．Ｓｅｐｔ．２０１１，３３５−３４２に開示されており、これらはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトは小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトは中細孔ゼオライトである。
【０１３６】
いくつかの実施形態では、第１のゼオライトはＢＥＡゼオライトであり、第２のゼオライトはＦＥＲゼオライトである。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比は、約１：９〜約９：１である。いくつかの実施形態において、第１のゼオライト対第２のゼオライトの重量比は、約１：３〜約３：１であり、例えば、比は、約１：３、約１：２．５、約１：２、約１：１．５、約１：１、約３：１、約２．５：１、約２：１、約１．５：１または約１：１であってもよい。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比は、約０．１：９．９〜約９：１である。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比は、約０．１：９．９〜約１：１である。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトと第２のゼオライトとの重量比は、約０．１：９．９〜約０．５：９．５、例えば、約０．１：９．９、約０．２：９．８、約０．３：９．７、約０．４：９．６、または約０．５：９．５である。
【０１３８】
いくつかの実施形態では、第３のゼオライトは、大細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは大細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第１および第３のゼオライトは異なる骨格構造タイプを有する。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、第３のゼオライトは小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第３のゼオライトは中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは中細孔ゼオライトである。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトは小細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトは小細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは小細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトおよび第３のゼオライトは異なる骨格構造タイプを有する。
【０１４１】
いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトは小細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトは中細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトは中細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは中細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトおよび第３のゼオライトは異なる骨格構造タイプを有する。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第２のゼオライトは中細孔ゼオライトであり、第３のゼオライトは小細孔ゼオライトである。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、本発明の触媒組成物、第１、第２、および／または第３のゼオライトは、約０．５μｍより大きい、好ましくは、約０．１μｍ〜約１５μｍ、例えば、約０．５μｍ〜約５μｍ、約０．７μｍ〜約１．５μｍ、約１μｍ〜約５μｍ、または約１μｍ〜約１０μｍの平均結晶サイズ（すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ）を有するアルミノケイ酸塩ゼオライト結晶を含む。いくつかの実施形態では、第１のゼオライトは、約０．５μｍより大きい、好ましくは、約０．１μｍ〜約１５μｍ、例えば、約０．５μｍ〜約５μｍ、約０．７μｍ〜約１．５μｍ、約１μｍ〜約５μｍ、または約１μｍ〜約１０μｍの平均結晶サイズ（すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ）を有する結晶性アルミノケイ酸塩ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第２のゼオライトは、約０．５μｍより大きい、好ましくは、約０．１μｍ〜約１５μｍ、例えば、約０．５μｍ〜約５μｍ、約０．７μｍ〜約１．５μｍ、約１μｍ〜約５μｍ、または約１μｍ〜約１０μｍの平均結晶サイズ（すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ）を有する結晶性アルミノケイ酸塩ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第３のゼオライトは、約０．５μｍより大きい、好ましくは、約０．１μｍ〜約１５μｍ、例えば、約０．５μｍ〜約５μｍ、約０．７μｍ〜約１．５μｍ、約１μｍ〜約５μｍ、または約１μｍ〜約１０μｍの平均結晶サイズ（すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ）を有する結晶性アルミノケイ酸塩ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第１および第２のゼオライト、第１および第３のゼオライト、第２および第３のゼオライト、または第１、第２および第３のゼオライトは、約０．５μｍより大きい、好ましくは、約０．１μｍ〜約１５μｍ、例えば、約０．５μｍ〜約５μｍ、約０．７μｍ〜約１．５μｍ、約１μｍ〜約５μｍ、または約１μｍ〜約１０μｍの平均結晶サイズ（すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ）を有する結晶性アルミノケイ酸塩ゼオライトである。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、第１、第２および／または第３のゼオライトは、約５〜約２５０、約５〜約２００、約５〜約１００および約５〜約５０を含む、約２〜約３００のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を有する。１つ以上の特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、約１０〜約２００、約１０〜約１００、約１０〜約７５、約１０〜約６０、および約１０〜約５０、約１５〜約１００、約１５〜約７５、約１５〜約６０、および約１５〜約５０、約２０〜約１００、約２０〜約７５、約２０〜約６０、および約２０〜約５０の範囲のＳＡＲモル比を有する。１つまたは複数の実施形態では、分子ふるいは、約１、約２、約５、約８、約１０、約１５、約２０または約２５〜約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約６０、約７０、約８０、約９０、約１００、約１５０、約２００、約２６０、約３００、約４００、約５００、約７５０または約１０００の範囲のＳＡＲモル比を有する。
【０１４５】
理論に拘束されることを望まないが、高いゼオライトナトリウム含有量は、熱水安定性に悪影響を与えることがある。したがって、第１、第２、および／または第３のゼオライト中のナトリウムおよびアルカリ金属の含有量が少ないことが一般に好ましい。特定の実施形態では、第１、第２、および／または第３のゼオライトは、か焼ゼオライト（揮発性物質なしベースでのアルカリ金属酸化物として報告されている）の総重量に基づいて、３重量％未満、より好ましくは１重量％未満、さらにより好ましくは０．１重量％未満のアルカリ含有量を有する。いくつかの実施形態において、低アルカリ含有量ゼオライトは、ナトリウム（Ｎａ）形態のゼオライトをアンモニア（ＮＨ４）形態にイオン交換することによって提供することができる。ゼオライトへのＮＨ４イオン交換は、室温または約８０℃までの温度において約１〜２４時間にわたって行われてもよい。いくつかの実施形態において、得られたゼオライト材料は、好ましくは、ＮＨ４交換ゼオライトを提供するために約１００〜１２０℃で乾燥させられてもよい。いくつかの実施形態において、ＮＨ４交換ゼオライトは、Ｈ交換ゼオライトを提供するために少なくとも約４５０℃の温度においてか焼させられてもよい。
【０１４６】
パラジウム成分
上で参照したように、開示されたＬＴ−ＮＡ触媒組成物において、第１、第２、および第３のゼオライトはそれぞれ、一般に少なくとも１つのパラジウム成分を含む。「パラジウム成分」は、パラジウム金属またはその化合物、例えば酸化物を指す。
【０１４７】
典型的には、本明細書で使用される場合、「第１の」パラジウム成分は「第１の」ゼオライトに関連し、「第２の」パラジウム成分は「第２の」ゼオライトし、選択的な「第３の」パラジウム成分は選択的な「３番目の」ゼオライトに関連する。第１および第２のパラジウム成分（および存在する場合は第３のパラジウム成分）は、同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第１および第２のパラジウム成分は同じである。いくつかの実施形態では、第１、第２、および第３のパラジウム成分は同じである。
【０１４８】
いくつかの実施形態では、開示された触媒組成物は、パラジウムを「含む」ゼオライトを含む（またはゼオライトに「関連した」パラジウムを含む）と説明される。このような例では、「含む」（または「関連する」）は、パラジウムがゼオライトのイオン交換部位、ゼオライトの表面、またはイオン交換部位およびゼオライトの表面の両方、のいずれかに存在することを意味すると理解される。
【０１４９】
第１、第２、および選択的な第３のパラジウム成分の濃度は変動する可能性があるが、典型的には、第１、第２、および選択的に第３のゼオライトの総重量に対して、それぞれ約０．０１重量％〜約６重量％である。いくつかの実施形態では、第１、第２、および選択的な第３のゼオライトのそれぞれにおけるパラジウム成分濃度は変化してもよい。例えば、第１のゼオライトは、第２または第３のゼオライトの一方または両方よりも高濃度のパラジウム成分を有してもよい。同様に、第２のゼオライトは、第１および／または第３のゼオライトと比較してより高濃度のパラジウム成分を含んでもよいまたは選択的な第３のゼオライトは、第１および／または第２のゼオライトと比較してより高濃度のパラジウム成分を含んでもよい。いくつかの実施形態では、各ゼオライト中のパラジウム成分濃度はほぼ等しい。
【０１５０】
パラジウムは、第１および／または第２および／または第３のゼオライトのそれぞれにおいて、例えば、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物の総重量に基づき、約０．１重量％、約０．２重量％、約０．５重量％、約０．７重量％、約０．９重量％または約１．０重量％〜約１．５％、約２．０重量％、約２．５％、約３．０％、約３．５％、約４．０％、約４．５％または約５．０重量％だけ存在してもよい。パラジウムの重量が測定され、金属として報告される。ゼオライトの総乾燥重量は、あらゆる添加／交換された金属（すなわち、パラジウム）を含む。
【０１５１】
ＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、いくつかの実施形態において、銅、鉄、マンガン、マグネシウム、コバルト、ニッケル、白金、ルテニウム、ロジウムまたはそれらの組み合わせなどの他の触媒活性金属を含んでもよい。このような金属は、いくつかの実施形態では、ゼオライトが１つまたは複数の触媒活性金属をさらに含むように存在することができる。いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、さらなる活性金属を実質的に含まない。
【０１５２】
前述の説明は、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物のゼオライトおよびパラジウム成分についていくつかの適切な範囲または量を提供しているが、これらの成分のうちの１つの開示された範囲または量は、新しい範囲または部分的範囲を形成するように、他の成分についての開示された範囲または量と組み合わされてもよいことに留意すべきである。このような実施形態もまた、本発明によって明らかに考慮されている。
【０１５３】
ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の組成
一般に、ＤＯＣ組成物は、高融点金属担体などの担体上に分散させられた１つまたは複数の白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む。炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）の両方の気体汚染物質の酸化に触媒作用を及ぼすことによって、これらの汚染物質を二酸化炭素および水に変換するために、ディーゼルエンジンの排気を処理する際に使用するための様々なこのようなＤＯＣ組成物が知られている。開示されたＤＯＣ組成物において有用なＰＧＭ成分は、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、および／または金（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、および／またはＡｕ）などの、ＰＧＭを含むあらゆる成分を含む。例えば、ＰＧＭは、原子価がゼロの金属形態であってもよく、またはＰＧＭは、酸化物形態であってもよい。ＰＧＭ成分は、あらゆる原子価状態のＰＧＭを含むことができる。「白金（Ｐｔ）成分」、「ロジウム（Ｒｈ）成分」、「パラジウム（Ｐｄ）成分」、「イリジウム（Ｉｒ）成分」、「ルテニウム（Ｒｕ）成分」などの用語は、触媒のか焼または使用時に分解するか、さもなければ触媒活性形態、通常は金属または金属酸化物に変換する、それぞれの白金族金属化合物、錯体などを指す。いくつかの実施形態では、ＰＧＭ成分は、金属またはその酸化物（例えば、白金またはその酸化物を含むが、これらに限定されない）である。
【０１５４】
特定の実施形態では、本明細書に開示されるＤＯＣ組成物は、白金成分およびパラジウム成分（本明細書では、上に開示されたＬＴ−ＮＡ組成物のそれぞれのゼオライトに関連する第１、第２、および選択的な第３のパラジウム成分から区別するために、「第４のパラジウム成分」と呼ばれる）を含む。ＤＯＣ組成物は、乾燥ＤＯＣ組成物の重量に基づいて、例えば、約０．１重量％（重量パーセント）、約０．５重量％、約１．０重量％、約１．５重量％、または約２．０重量％〜約３重量％％、約５重量％、約７重量％、約９重量％、約１０重量％、約１２重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％または約２０重量％の白金成分を含んでもよい。いくつかの実施形態では、Ｐｔ／Ｐｄ比は、約１０：１〜約１：１０である。いくつかの実施形態では、Ｐｔ／Ｐｄ重量比は約２／１である。
【０１５５】
典型的には、開示されたＤＯＣ組成物の白金およびパラジウム成分の両方が担体材料上に支持されている（白金成分およびパラジウム成分が支持されている担体材料は同じまたは異なることができる）。担体材料は、ゼオライトまたは非ゼオライトであることができる。触媒層中の「非ゼオライト担体」または「非ゼオライトの担体」への言及は、ゼオライトではない、会合、分散、含浸または他の適切な方法通じて貴金属、安定剤、促進剤、バインダーなどを受け取る材料を指す。このような非ゼオライト担体の例には、高表面積の高融点金属酸化物が含まれるが、これらに限定されない。
【０１５６】
例えば、触媒活性白金成分および第４のパラジウム成分が堆積させられる担体材料は、ガソリンまたはディーゼルエンジンの排気に関連する温度などの高温において化学的および物理的安定性を示す高融点金属酸化物を含む。例示的な高融点金属酸化物は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、プラセオジム、スズ酸化物など、およびそれらの物理的混合物または化学的組み合わせを含み、原子的にドープされた組み合わせを含み、また、活性アルミナなどの、高表面積または活性化合物を含む。含まれるのは、シリカ−アルミナ、セリア−ジルコニア、プラセオジム−セリア、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−セリア−ジルコニア、ランタナ−アルミナ、ランタナ−ジルコニア−アルミナ、バリア−アルミナ、バリア−ランタナ−アルミナ、バリア−ランタナ−ネオジミア−アルミナおよびアルミナ−セリアなどの金属酸化物の組み合わせである。例示的なアルミナは、大細孔ベーマイト、ガンマ−アルミナ、およびデルタ／シータアルミナを含む。典型的なプロセスにおいて出発材料として使用される有用な市販のアルミナは、高仮比重ガンマ−アルミナ、低または中仮比重大細孔ガンマ−アルミナ、および低仮比重大細孔ベーマイトなどの、活性アルミナを含む。
【０１５７】
「ガンマアルミナ」または「活性化アルミナ」とも称される、アルミナ担体材料などの、高表面積金属酸化物担体は、一般的に６０ｍ２／ｇを超える、しばしば最大約２００ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有する。典型的な高融点金属酸化物は、約５０ｍ２／ｇ〜約３００ｍ２／ｇの比表面積を有する高表面積γ−アルミナを含む。そのような活性化アルミナは通常、アルミナのガンマ相とデルタ相との混合物であるが、相当量のエータ、カッパ、およびシータアルミナ相も含有してもよい。「ＢＥＴ表面積」は、Ｎ２吸着により表面積を求めるＢｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、Ｔｅｌｌｅｒの方法に関連するその通常の意味を有する。望ましくは、活性アルミナは、約６０ｍ２／ｇ〜約３５０ｍ２／ｇ、例えば、約９０ｍ２／ｇ〜約２５０ｍ２／ｇの比表面積を有する。
【０１５８】
特定の実施形態では、本明細書に開示されたＤＯＣ触媒組成物において有用な金属酸化物担体は、Ｓｉ−ドープアルミナ材料（１〜１０％のＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３を含むがこれに限定されない）などのドームアルミナ材料、Ｓｉ−ドープチタニア材料（１〜１０％のＳｉＯ２−ＴｉＯ２を含むがこれに限定されない）などのドープチタニア材料、またはＳｉ−ドープＺｒＯ２（５〜３０％のＳｉＯ２−ＺｒＯ２を含むがこれに限定されない）などのドープジルコニア材料である。
【０１５９】
したがって、ＤＯＣ触媒組成物中の高融点金属酸化物または高融点混合金属酸化物は、典型的には、アルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア、セリア、例えば、バルクセリア、酸化マンガン、ジルコニア−アルミナ、セリア−ジルコニア、セリア−アルミナ、ランタナ−アルミナ、バリア−アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【０１６０】
ＤＯＣ触媒組成物は、上に挙げられた高融点金属酸化物のいずれかを、任意の量で含んでもよい。例えば、触媒組成物中の高融点金属酸化物は、触媒組成物の総乾燥重量に基づいて、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、または約３５重量％〜約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、または約７０重量％で含まれてもよい。触媒組成物は、例えば、約１０〜約９９重量％のアルミナ、約１５〜約９５重量％のアルミナ、または約２０〜約８５重量％のアルミナを含んでもよい。
【０１６１】
触媒組成物の調製
開示されたＬＴ−ＮＡ触媒およびＤＯＣ組成物は、いくつかの実施形態においてインシピエントウェットネス含浸法によって調製され得る。毛細管含浸または乾式含浸とも称されるインシピエントウェットネス含浸技術は、一般的に、不均一系の材料、すなわち触媒の合成に使用される。一般的に、金属前駆体は、水溶液または有機溶液に溶解させられ、その後、金属含有溶液は、添加された溶液の体積と同じ細孔体積を含む触媒担体（例えば、ゼオライトまたは高融点金属酸化物）に添加される。毛細管現象により、溶液が担体の細孔に引き込まれる。担体の細孔容積を超えて添加された溶液により、溶液輸送が、毛細管現象プロセスから、はるかに遅い拡散プロセスに変わる。その後、触媒を乾燥およびか焼して、溶液内の揮発性成分を除去し、触媒担体の表面に金属を堆積させることができる。最大充填量は、溶液における前駆体の溶解度によって制限される。含浸させられた材料の濃度プロファイルは、含浸および乾燥の間の細孔内の物質移動条件に依存する。当業者は、パラジウム成分を本組成物の担体に充填するための他の方法、例えば、吸着、イオン交換、沈殿などを認識するであろう。
【０１６２】
例えば、パラジウムは、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物の成分の調製においてゼオライトに含浸されてもよい。第１、第２、および選択的な第３のパラジウム成分をそれぞれのゼオライトに導入するのに有用なパラジウム塩は、硝酸塩を含むが、これらに限定されない。さらに、触媒的に活性の金属の少なくとも一部は、ゼオライト合成プロセス中に含まれてもよく、これにより、調整されたコロイドが、構造指向剤、シリカ源、アルミナ源、および金属イオン源を含む。いくつかの実施形態では、パラジウムおよび他の金属塩を混合し、混合物がゼオライトに含浸させられてもよい。塩に使用される金属には、銅、鉄、マンガン、マグネシウム、コバルト、ニッケル、白金、ルテニウム、ロジウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される金属が含まれてもよいが、これらに限定されない。
【０１６３】
同様に、ＤＯＣ組成物の製造のために、一般に、白金族金属の可溶性化合物または錯体の水溶液が使用され、これにより、担体材料（例えば、ゼオライトまたは高融点金属酸化物）を含浸させる。適切な化合物の非限定的な例には、硝酸パラジウム、テトラアンミン硝酸パラジウム、テトラアンミン酢酸白金、および硝酸白金が含まれる。か焼工程中、または少なくとも複合材料の使用の初期段階中に、このような化合物は、金属またはその化合物の触媒活性形態に変換される。ＤＯＣ触媒組成物を調製する適切な方法は、所望の白金族金属化合物（例えば、白金族化合物および／またはパラジウム化合物）の溶液と、細かく分割された、高表面面積の高融点金属酸化物担体などの少なくとも１つの担体、例えば、ガンマアルミナ、との混合物を調製することである。担体は、実質的にすべての溶液を吸収するように十分に乾燥しており、これにより、湿った固体を形成し、これは後で水と組み合わされて、コーティング可能なスラリーを形成する。１つまたは複数の実施形態では、スラリーは酸性であり、例えば、約２〜約７未満のｐＨを有する。スラリーに適量の無機酸または有機酸を添加することにより、スラリーのｐＨが低下させられてもよい。酸と原材料の相溶性を考慮すると、両者の組み合わせを使用できる。無機酸には、硝酸が含まれるが、これに限定されない。有機酸には、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタミン酸、脂肪、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、酒石酸、クエン酸などが含まれるが、これらに限定されない。
【０１６４】
触媒物品
コーティング構成
触媒物品を製造するために、本明細書に開示されるような基材は、触媒組成物でコーティングされる。コーティングは、「触媒コーティング組成物」または「触媒コーティング」である。「触媒組成物」および「触媒コーティング組成物」という用語は同義語である。
【０１６５】
本明細書に記載の触媒および／または吸着剤組成物は、機能的に活性な種をさらに含む高融点無機固体酸化物多孔質粉末などの１つまたは複数の担体または「キャリア」を含んでもよい。
【０１６６】
触媒および／または吸着剤組成物は、バインダー、例えば、酢酸ジルコニルなどの適切な前駆体または硝酸ジルコニルなどのあらゆる他の適切なジルコニウム前駆体から誘導されたＺｒＯ２バインダーを使用して調製されてもよい。酢酸ジルコニルバインダーは、例えば、触媒が、約５％以上の少なくとも約６００℃、例えば、約８００度以上の水蒸気環境の高温にさらされたとき、熱劣化の後、均質かつ無傷なままであるコーティングを提供する。他の潜在的に適切なバインダーには、アルミナおよびシリカが含まれるが、これらに限定されない。アルミナバインダーには、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、オキシ水酸化アルミニウムが含まれる。アルミニウム塩、およびアルミナのコロイド態様が使用されてもよい。シリカバインダーには、ケイ酸塩およびコロイドシリカを含む、ＳｉＯ２の様々な形態が含まれる。バインダー組成物は、ジルコニア、アルミナおよびシリカのあらゆる組み合わせを含んでもよい。他の例示的なバインダーには、ボヘマイト、ガンマアルミナ、またはデルタ／シータアルミナ、ならびにシリカゾルが含まれる。バインダーは、存在する場合、一般的に、約１〜５重量％の量のウォッシュコート総充填量で使用される。これに代えて、バインダーは、ジルコニアベースまたはシリカベース、例えば、酢酸ジルコニウム、ジルコニアゾルまたはシリカゾルであることができる。存在する場合、アルミナバインダーは、典型的には、約０．０５ｇ／インチ３〜約１ｇ／インチ３の量で使用される。
【０１６７】
基材
１つまたは複数の実施形態では、本触媒組成物は、触媒物品を形成するために基材上に配置される。基材を含む触媒物品は、排気ガス処理システムの一部である（例えば、触媒物品は、本明細書に開示されるＬＴ−ＮＡおよび／またはＤＯＣ組成物を含む物品を含むが、これらに限定されない）。有用な基材は、三次元であり、円柱に似た長さ、直径および体積を有する。形状は必ずしも円柱に一致する必要はない。長さは、入口端部と出口端部とによって画定された軸方向の長さである。
【０１６８】
１つ以上の実施形態によれば、開示された組成物のための基材は、自動車触媒を調製するために典型的に使用されるあらゆる材料から構成されてもよく、典型的には、金属またはセラミックのハニカム構造を含む。基材は、典型的には、触媒ウォッシュコート組成物が塗布および接着される複数の壁面を提供し、それによって触媒組成物の基材として機能する。
【０１６９】
セラミック基材は、あらゆる適切な高融点材料、例えば、コージライト、コージライト−α−アルミナ、チタン酸アルミニウム、チタン酸ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコンムライト、リシア輝石、アルミナ−シリカ−マグネシア、ケイ酸ジルコン、珪線石、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、葉長石、α−アルミナ、アルミノケイ酸塩などから作製されてもよい。
【０１７０】
基材はまた、１つまたは複数の金属または金属合金を含む金属であってもよい。金属基材は、チャネル壁に開口部または「パンチアウト」を有するようなあらゆる金属基材を含んでもよい。金属基材は、ペレット、波形シートまたはモノリシックフォームなどの様々な形態で使用されてもよい。金属基材の特定の例には、耐熱性の卑金属合金、特に、鉄が実質的なまたは主要な成分である合金が含まれる。このような合金は、ニッケル、クロム、およびアルミニウムのうちの１つ以上を含有してもよく、これらの金属の合計は、有利には、いずれの場合も基材の重量に基づいて、少なくとも約１５重量％の合金、例えば、約１０〜２５重量％のクロム、約１〜８重量％のアルミニウム、および０〜約２０重量％のニッケルを含んでもよい。金属基材の例には、直線的なチャネルを有するもの、ガスの流れを妨害し、チャネル間のガス流の連通を開くために軸方向チャネルに沿って突出したブレードを有するもの、およびブレードと、モノリス全体にわたる半径方向のガス搬送を可能にする、チャネル間のガス搬送を向上させるための穴も有するもの、が含まれる。特に、金属基材は、有利には、ある実施形態において、密に結合された位置において使用され、これは、基材の迅速な加熱、および対応して、その中にコーティングされた触媒組成物（例えば、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物）の迅速な加熱を可能にする。
【０１７１】
通流する流体流に対して通路が開放するように、基材の入口または端面から貫通して延在する微細な平行なガス流路を有するタイプのモノリシック基材（「フロースルー基材」）などの、本明細書に開示された触媒物品のためのあらゆる適切な基材が用いられてよい。別の適切な基材は、基材の長手方向軸線に沿って延在する複数の微細な実質的に平行なガス流路を有するタイプのものであり、典型的には、各流路は、基材本体の一方の端部において遮断されており、１つおきの流路が、反対側の端面において遮断されている（「ウォールフローフィルタ」）。フロースルーおよびウォールフロー基材は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際出願第ＷＯ２０１６／０７００９０号にも開示されている。
【０１７２】
いくつかの実施形態では、触媒基材は、ウォールフローフィルタまたはフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む。いくつかの実施形態では、基材はウォールフローフィルタである。フロースルー基材およびウォールフローフィルタについては、以下でさらに説明する。
【０１７３】
フロースルー基材
いくつかの実施形態では、基材は、フロースルー基材（例えば、フロースルーハニカムモノリシック基材を含むモノリシック基材）である。フロースルー基材は、通路が流体の流れに対して開いているように、基材の入口端部から出口端部まで延在する微細で平行なガス流路を有する。流体入口から流体出口までほぼ直線的な経路である通路は、通路を通って流れるガスが触媒材料と接触するように触媒コーティングが配置されている壁部によって画定されている。フロースルー基材の流路は、薄い壁のチャネルであり、台形、長方形、正方形、正弦波、六角形、楕円形、円形などのあらゆる適切な断面形状およびサイズであることができる。フロースルー基材は、上記のようにセラミックまたは金属であることができる。
【０１７４】
フロースルー基材は、例えば、約５０ｉｎ３〜約１２００ｉｎ３の体積と、約６０セル毎平方インチ（ｃｐｓｉ）〜約５００ｃｐｓｉまたは最大で９００ｃｐｓｉ、例えば、約２００〜４００ｃｐｓｉのセル密度（入口開口）と、約５０〜約２００ミクロンまたは約４００ミクロンの壁厚とを有する。
【０１７５】
触媒物品は、ウォッシュコートとして基材に触媒コーティング（例えば、本明細書に開示される）を塗布することによって提供することができる。図１Ａおよび１Ｂは、本明細書に記載されるような触媒組成物でコーティングされたフロースルー基材の形態の例示的な基材２を例示する。図１Ａを参照すると、例示的な基材２は、円筒形状および円筒外表面４、上流端面６、および端面６と同一である対応する下流端面８を有する。基材２は、内部に形成された複数の微細で平行なガス流路１０を有する。図１Ｂに見られるように、流路１０は、壁１２によって形成され、上流端面６から下流端面８まで担体２を通って延在し、通路１０は、流体、例えば、ガス流が担体２を、そのガス流路１０を介して長手方向に流れることを許容するように閉塞されていない。図１Ｂでより容易に見られるように、壁１２は、そのように、ガス流路１０が実質的に規則的な多角形形状を有するように寸法決めされ、構成されている。示されるように、触媒組成物は、必要に応じて、複数の別個の層内で適用され得る。例示される実施形態では、触媒組成物は、担体部材の壁１２に接着された別個の底部層１４、および底部層１４の上にコーティングされた第２の別個の最上部層１６の両方で構成される。本発明は、１つ以上（例えば、２、３、または４つ以上）の触媒組成物層を備えるように実施することができ、図１Ｂに例示された２層の実施形態に限定されない。さらなるコーティング構成は、本明細書で以下に開示される。
【０１７６】
ウォールフローフィルタ基材
いくつかの実施形態では、基材はウォールフローフィルタであり、これは一般に、基材の長手方向軸線に沿って延在する複数の微細で実質的に平行なガス流路を有する。典型的には、各通路は、基材本体の一端でブロックされ、代替の通路は、反対の端面でブロックされる。このようなモノリシックウォールフローフィルタ基材は、断面の平方インチあたり最大約９００以上の流路（または「セル」）を含んでもよいが、はるかに少ない数が用いられてもよい。例えば、基材は、平方インチあたり約７〜６００、より一般的には約１００〜４００のセル（「ｃｐｓｉ」）を有し得る。セルは、長方形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形、または他の多角形の断面を有することができる。
【０１７７】
図２は、例示的なウォールフローフィルタの斜視図である。モノリシックウォールフローフィルタ基材セクションの断面図が図２に示されており、図２は、交互に位置する閉塞された通路（セル）と開放した通路（セル）とを示している。遮断されたまたは閉塞された端部１００と、開放した通路１０１とは交互に位置し、それぞれの反対側の端部が、それぞれ開放しており、遮断されている。フィルタは、入口端部１０２および出口端部１０３を有する。多孔質セル壁１０４を横切る矢印は、排気ガス流が、開放したセル端部に入り、多孔質セル壁１０４を通って拡散し、開放した出口セル端部から出ることを表す。閉塞された端部１００は、ガス流を妨げ、セル壁を通じた拡散を促進する。各セル壁は、入口側１０４ａおよび出口側１０４ｂを有する。通路は、セル壁によって包囲されている。
ウォールフローフィルタ物品基材は、約５０ｃｍ３、約１００ｃｍ３、約２００ｃｍ３、約３００ｃｍ３、約４００ｃｍ３、約５００ｃｍ３、約６００ｃｍ３、約７００ｃｍ３で、約８００ｃｍ３、約９００ｃｍ３、または約１０００ｃｍ３〜約１５００ｃｍ３、約２０００ｃｍ３、約２５００ｃｍ３、約３０００ｃｍ３、約３５００ｃｍ３、約４０００ｃｍ３、約４５００ｃｍ３、または約５０００ｃｍ３の体積を有してもよい。ウォールフローフィルタ基材は、典型的には、約５０ミクロン〜約２０００ミクロン、例えば、約５０ミクロン〜約４５０ミクロン、または約１５０ミクロン〜約４００ミクロンの壁厚を有する。
【０１７８】
ウォールフローフィルタの壁は多孔質であり、一般に、機能性コーティングを配置する前に、少なくとも約５０％または少なくとも約６０％の壁空隙率を有し、平均孔径は少なくとも約５ミクロンである。例えば、いくつかの実施形態におけるウォールフローフィルタ物品基材は、≧５０％、≧６０％、≧６５％以上、または≧７０％の空隙率を有する。例えば、ウォールフローフィルタ物品基材は、触媒コーティングを配置する前に、約５０％、約６０％、約６５％または約７０％〜約７５％、約８０％または約８５％の壁空隙率、および約５ミクロン、約１０、約２０、約３０、約４０または約５０ミクロン〜約６０ミクロン、約７０、約８０、約９０または約１００ミクロンの平均孔径を有する。「壁空隙率」および「基材空隙率」という用語は、同じ意味であり、置き換え可能である。空隙率は、空所体積を、基材の総体積で割った比率である。孔径は、窒素孔径分析のためのＩＳＯ１５９０１−２（静的体積）手順に従って決定されてもよい。窒素孔径は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  ＴＲＩＳＴＡＲ  ３０００シリーズの機器において決定されてもよい。窒素孔径は、ＢＪＨ（Ｂａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ）計算および３３の脱着点を使用して決定されてもよい。有用なウォールフローフィルタは、高い空隙率を有し、操作中に過度の背圧をかけることなく触媒組成物の高充填量を可能にする。
【０１７９】
コーティング
基材は、触媒物品を形成するために触媒組成物によってコーティングされる。触媒コーティングは、基材の少なくとも一部の上に配置されかつ付着した、１つまたは複数の薄い付着性コーティング層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本触媒物品は、１つまたは複数の触媒層の使用、および１つまたは複数の触媒層の組み合わせを含んでもよい。触媒材料は、基材壁の入口側のみ、出口側のみ、入口側および出口側の両方に存在し得るか、または壁自体がすべてもしくは部分的に触媒材料で構成され得る。触媒コーティングは、基材壁表面上および／または基材壁の細孔内、すなわち、基材壁の「中」および／または「上」にあってもよい。したがって、「基材上に配置された触媒コーティング」という表現は、あらゆる表面上、例えば、壁表面上および／または細孔表面上を意味する。触媒コーティング層は、個々の機能性成分、すなわち、それぞれ本明細書に記載されるＬＴ−ＮＡ組成物、およびＤＯＣ触媒組成物を含みんでもよい。
【０１８０】
触媒組成物は、典型的には、その上に触媒活性種を有する担体材料を含む、ウォッシュコートの形態で提供されてもよい。吸着剤組成物は、典型的には、収着活性種を含むウォッシュコートの形態で提供されてもよい。触媒および吸着剤成分は、いくつかの実施形態では、単一のウォッシュコートに組み合わせることもできる。ウォッシュコートは、液体ビヒクル中に特定の固形分（例えば、約１０〜約６０重量％）の担体を含むスラリーを調製し、次に、このスラリーが基材に塗布され、コーティング層を提供するために乾燥およびか焼させることによって形成される。複数のコーティング層が塗布される場合、各層が塗布された後、および／または所望の複数の層が塗布された後、基材を乾燥およびか焼される。１つまたは複数の実施形態では、触媒材料は、ウォッシュコートとして基材に塗布される。上記のようにバインダーを使用されてもよい。
【０１８１】
上記の触媒組成物は、一般に、ハニカムタイプ基材などの触媒基材をコーティングするためのスラリーを形成するために、独立して水と混合される。触媒粒子に加えて、スラリーは、選択的に、バインダー（例えば、アルミナ、シリカ）、水溶性または水分散性安定剤、促進剤、会合性増粘剤、および／または界面活性剤（陰イオン性、陽イオン性、非イオン性または両性界面活性剤）。スラリーの典型的なｐＨ範囲は、約３〜約６である。酸性または塩基性の種をスラリーに添加して、それによりｐＨを調整してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、スラリーのｐＨは、水酸化アンモニウムまたは硝酸水溶液の添加により調整される。
【０１８２】
スラリーを粉砕して、粒子の混合および均質な材料の形成を向上することができる。粉砕は、ボールミル、連続ミル、または他の同様の機器で達成され得、スラリーの固形分は、例えば、約２０〜６０重量％、より具体的には、約２０〜４０重量％であり得る。一実施形態では、粉砕後のスラリーは、約１０〜約４０ミクロン、好ましくは１０〜約３０ミクロン、より好ましくは約１０〜約１５ミクロンのＤ９０粒径によって特徴付けられる。
【０１８３】
次いで、当該技術分野において公知のあらゆるウォッシュコート技術を使用して、スラリーを触媒基材上にコーティングする。一実施形態では、触媒基材は、スラリーに１回以上浸漬されるか、または別様にスラリーでコーティングされる。その後、コーティングされた基材を高温（例えば、１００〜１５０℃）で一定期間（例えば、１０分〜３時間）乾燥し、次いで、例えば、４００〜６００℃で典型的には約１０分〜約３時間加熱することによってか焼する。乾燥およびか焼の後に、最終的なウォッシュコートコーティング層は、本質的に溶媒を含まないと考えることが可能である。
【０１８４】
か焼の後に、上記のウォッシュコート技術により得られる触媒充填量は、基材のコーティングされた重量とコーティングされていない重量の差を計算することにより求めることが可能である。当業者に明らかであるように、触媒充填量は、スラリーのレオロジーを変えることにより修正することが可能である。さらに、ウォッシュコートを生成するためのコーティング／乾燥／焼成プロセスを必要に応じて繰り返して、コーティングを所望の充填水準または厚さに構築すること、すなわち１個より多くのウォッシュコートを塗布することが可能である。
【０１８５】
ウォッシュコートは、異なるコーティング層が基材と直接接触するように塗布することができる。これに代えて、触媒または吸着剤コーティング層またはコーティング層の少なくとも一部が基材と直接接触しない（むしろ、アンダーコートと接触する）ように、１つまたは複数の「アンダーコート」が存在してもよい。コーティング層の少なくとも一部がガス流または雰囲気に直接さらされないように（むしろ、オーバーコートと接触するように）、１つまたは複数の「オーバーコート」が存在してもよい。
【０１８６】
異なるコーティング層は、「中間」の重なり合うゾーンなしに互いに直接接触していてもよい。これに代えて、異なるコーティング層は、２つのゾーン間に「ギャップ」を形成するように、直接接触していなくてもよい。「アンダーコート」または「オーバーコート」の場合、異なる層間のギャップは「中間層」と呼ばれる。アンダーコートはコーティング層の「下」の層であり、オーバーコートはコーティング層の「上」の層であり、中間層は２つのコーティング層の「間」の層である。中間層、アンダーコート、およびオーバーコートは、１つまたは複数の機能性組成物を含んでもよい、または機能性組成物を含まなくてもよい。
【０１８７】
触媒コーティングは、２つ以上の薄い付着層、互いに付着している層、および基材に付着しているコーティングを含んでもよい。コーティング全体は、個々の「コーティング層」を含む。触媒コーティングは、有利には、「ゾーン化」され、ゾーン化された触媒層を含んでもよい。これは、「横方向にゾーン化された」と表現されてもよい。例えば、層は、入口端部から出口端部に向かって延在してもよく、基材長さの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、または約９０％にわたって延在してもよい。別の層は、出口端部から入口端部に向かって延在し、基材長さの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、または約９０％にわたって延在してもよい。異なるコーティング層は、互いに隣接し、互いに重なっていなくてもよい。これに代えて、異なる層が、互いの一部にオーバーレイし、第３の「中間」ゾーンを提供してもよい。中間ゾーンは、例えば、基材長さの約５％〜約８０％、例えば、基材長さの約５％、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％または約７０％にわたって延在してもよい。
【０１８８】
異なる層は、それぞれ、基材の全長にわたって延在するか、またはそれぞれが基材の長さの一部にわたって延在し、部分的または全体的に、互いにオーバーレイまたはアンダーレイしていてもよい。異なる層のそれぞれは、入口端部または出口端部のいずれかから延在してもよい。
【０１８９】
異なる触媒組成物が、それぞれの別個のコーティング層に存在してもよい。例えば、１つのコーティング層は、いかなる選択的な吸着剤組成物も含まない酸化触媒組成物を含むことができ、第２の層は、１つまたは複数の選択的な吸着剤組成物を含む（または完全に１つまたは複数の選択的な吸着剤組成物からなる）ことができる。したがって、異なる層に関連する説明は、これらの層のいずれかに対応することがある。触媒コーティングは、１つ、２つ、または３つ以上のコーティング層を含んでもよい。１つ以上のコーティング層は一緒に触媒組成物を含む。
【０１９０】
本開示のゾーンは、コーティング層の関係によって定義される。異なるコーティング層に関しては、いくつかの可能なゾーニング構成がある。例えば、上流ゾーンおよび下流ゾーン、上流ゾーン、中間ゾーンおよび下流ゾーン、４つの異なるゾーンなどであってもよい。２つの層が隣接していて重なっていない場合は、上流ゾーンおよび下流ゾーンが存在する。２つの層がある程度重なっている場合、上流、下流、および中間のゾーンが存在する。例えば、コーティング層が基材の全長にわたって延在し、異なるコーティング層が出口端部からある長さまで延在しかつ第１のコーティング層の一部にオーバーレイしている場合、上流および下流ゾーンが存在する。本触媒コーティングは、２つ以上の同一の層を含んでもよい。
【０１９１】
図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、２つのコーティング層を有するいくつかの可能なコーティング層構成を示している。コーティング層２０１および２０２がその上に配置されているモノリシックウォールフローフィルタ基材壁２００が示されている。これは簡略化された図であり、多孔質ウォールフロー基材の場合、細孔および細孔壁に付着したコーティングは示されておらず、閉塞された端部は示されていない。図３Ａでは、コーティング層２０１は、入口から出口に向かって基材長さの約５０％にわたって延在する。コーティング層２０２は、出口から入口に向かって基材長さの約５０％にわたって延在し、コーティング層は互いに隣接しており、入口上流ゾーン２０３および出口下流ゾーン２０４を提供している。図３Ｂでは、コーティング層２０２は、出口から基材長さの約５０％にわたって延在し、層２０１は、入口から長さの５０％を超えて延在し、層２０２の一部にオーバーレイしており、上流ゾーン２０３、中間ゾーン２０５および下流ゾーン２０４を提供している。図３Ｃでは、コーティング層２０１および２０２はそれぞれ、層２０１が層２０２にオーバーレイするように基材の全長にわたって延在する。図３Ｃの基材は、ゾーン化されたコーティング構成を含まない。図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、ウォールスルー基材上のコーティング組成物を例示するために有用であることがある。図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、さらに、本明細書で以下に説明するように、フロースルー基材上のコーティング組成物を例示するために有用であることがある。このようなコーティング層の構成は限定されない。
【０１９２】
例えば、特に本明細書に開示されるＬＴ−ＮＡ触媒組成物に関して、第１の（Ｐｄ含有）ゼオライトおよび第２の（Ｐｄ含有）ゼオライトは、それぞれ別々のコーティング層にあってもよい。これらのコーティング層は、前から後へのゾーン構成、層状構成またはそれらの組合せになっている。これに代えて、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、１つの均質なコーティング層において一緒に存在するか、またはいくつかの組み合わせにおいて、２つまたは３つのコーティング層に広がっていてもよい。
【０１９３】
いくつかの実施形態では、第３の（Ｐｄ含有）ゼオライトは、存在する場合、第１および／または第２のゼオライトとは別のコーティング層にあってもよい。いくつかの実施形態では、第３のゼオライトは、存在する場合、第１のゼオライト、第２のゼオライト、または第１および第２のゼオライトの両方と重なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第３のゼオライトは、存在する場合、第１のゼオライト、第２のゼオライト、または第１および第２のゼオライトの両方と均質な混合物であってもよい。
【０１９４】
いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第１のゼオライトを含む第１のウォッシュコートと、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第２のゼオライトを含む第２のウォッシュコートとを含む。いくつかの実施形態では、第２のウォッシュコートは触媒基材の直接上にあり、第１のウォッシュコートは第２のウォッシュコートの少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、第１のウォッシュコートは触媒基材の直接上にあり、第２のウォッシュコートは第１のウォッシュコートの少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、触媒物品は、第１のウォッシュコートが入口端部から全長の約１０％〜約７０％の長さまで触媒基材上に配置され、第２のウォッシュコートが出口端部から全長の約３０〜約９０％の長さまでの触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する。
【０１９５】
第１のゼオライトおよび第２のゼオライトを含むＬＴ−ＮＡ触媒組成物の例示的な非限定的な構成が、図４Ａ、４Ｂおよび４Ｃに示されている。図４Ａは、本明細書に記載されている均質なＬＴ−ＮＡ触媒組成物の断面図である。図４Ｂは、本明細書に記載されている２つの異なる２層ＬＴ−ＮＡ触媒組成物の断面図である。図４Ｃは、本明細書に記載されているゾーン化されたＬＴ−ＮＡ触媒組成物の断面図である。
【０１９６】
いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ物品は、基材上に配置されたディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物をさらに含む。いくつかの実施形態では、ＤＯＣ組成物は、Ｐｔ成分および第４のＰｄ成分を含み、ここで、Ｐｔ成分および第４のＰｄ成分は、高融点金属酸化物担体材料上に支持されている。いくつかの実施形態では、高融点金属酸化物は、ガンマアルミナまたは約２％〜約１０％のＳｉＯ２がドープされたアルミナを含む。いくつかの実施形態では、ＤＯＣ組成物は、白金族金属（ＰＧＭ）種を実質的に含まないベータゼオライトをさらに含む。いくつかの実施形態では、ＤＯＣ組成物は、ＬＴ−ＮＡ組成物層に対してゾーン化された構成にある。いくつかの実施形態では、ＤＯＣ組成物は、ＬＴ−ＮＡ組成物の１つまたは複数の層と重なっていてもよい。本明細書に開示される本発明のＬＴ−ＮＡおよびＤＯＣ組成物を含むＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒組成物コーティングの例示的な非限定的な構成が、図５Ａ〜５Ｆに示されている。いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＤＯＣ組成物は、図５Ａに示されるように、単一の均質な層において基材上に存在する。いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＤＯＣ組成物は、別々の個別の層に存在する。図５Ｂおよび５Ｃは、ＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＤＯＣ組成物が別々の層で基材上に存在する２つの可能な構成を示している。ＬＴ−ＮＡ触媒組成物の上流にＤＯＣ組成物があるゾーン化された構成が図５Ｄに示されている。
【０１９７】
ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品は、３つ以上の層を含んでもよく、例えば、３つの層が存在してもよい。いくつかの実施形態では、触媒物品は、第３の層をさらに含む。いくつかの実施形態では、第３の層は、第２のＤＯＣ組成物を含む。いくつかの実施形態では、２つのＤＯＣ組成物層および１つのＬＴ−ＮＡ触媒組成物層があってもよい。可能な非限定的な配置が図５Ｅに示されている。２つのＤＯＣ組成物は、（例えば、ＰＧＭおよび担体成分ならびにウォッシュコート充填量に関して）同一であっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第２のＤＯＣ組成物は、第１のＤＯＣ組成物と同一である。いくつかの実施形態では、第１の層は、第２の層と第３の層との間に配置されている。いくつかの実施形態では、第１および第２のＤＯＣ組成物は両方とも同じ成分（例えば、本明細書に開示されるように、Ｐｔ成分、第４のＰｄ成分、高融点金属酸化物担体材料）を含むが、各ウォッシュコート層における充填量は異なってもよい。
【０１９８】
これに代えて、３層構成の別の実施形態では、２つのＬＴ−ＮＡ触媒組成物層および１つのＤＯＣ組成物層があってもよい。いくつかの実施形態では、第３の層は、第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物を含む。図５Ｆは、２つの別個のＬＴ−ＮＡ触媒組成物層の間に配置されたＤＯＣ組成物層を備えた３層構成を示している。２つのＬＴ−ＮＡ組成物は、（例えば、Ｐｄ／ゼオライト成分およびウォッシュコート充填量に関して）同一であっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物は、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物と同一である。いくつかの実施形態では、第２の層は、第１の層と第３の層との間に配置されている。いくつかの実施形態では、第１および第２のＬＴ−ＮＡ組成物は両方とも同じ成分（例えば、本明細書に開示されるように、第１および第２のＰｄ成分、第１および第２のゼオライト）を含むが、各ウォッシュコート層における充填量は変化してもよい。
【０１９９】
いくつかの実施形態では、他の触媒組成物を、本明細書で参照されるＬＴ−ＮＡおよびＤＯＣ触媒組成物層のいずれかの上、下、または間に組み込むことができる。
【０２００】
いくつかの実施形態では、基材の直接上にある第１のＤＯＣ組成物、第１のＤＯＣ組成物上にある第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物、および第１のＬＴ−ＮＡ組成物上にある第２のＤＯＣ組成物を有する触媒物品が提供される。いくつかの実施形態では、基材の直接上にある第２のＤＯＣ組成物、第２のＤＯＣ組成物上に第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物、および第１のＬＴ−ＮＡ組成物上に第１のＤＯＣ組成物を有する触媒物品が提供される。
【０２０１】
いくつかの実施形態では、基材の直接上にある第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物、第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物上にある第１のＤＯＣ触媒組成物、および第１のＤＯＣ組成物上にある第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物を有する触媒物品が提供される。いくつかの実施形態では、基材の直接上にある第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物、第２のＬＴ−ＮＡ触媒組成物上に第１のＤＯＣ組成物、および第１のＤＯＣ組成物上に第１のＬＴ−ＮＡ触媒組成物を有する触媒物品が提供される。
【０２０２】
基材への本触媒コーティングの充填量は、空隙率および壁厚などの基材特性に依存する。通常、ウォールフローフィルタ触媒充填量は、フロースルー基材上の触媒充填量よりも低くなる。触媒ウォールフローフィルタは、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第ＵＳ７，２２９，５９７号に開示されている。本発明のＬＴ−ＮＡおよび／またはＤＯＣ触媒組成物は、一般に、基材に基づき、例えば、約０．３〜５．５ｇ／ｉｎ３、または約０．４ｇ／ｉｎ３、約０．５ｇ／ｉｎ３、約０．６ｇ／インチ３、約０．７ｇ／インチ３、約０．８ｇ／インチ３、約０．９ｇ／インチ３または約１．０ｇ／インチ３から、約１．５ｇ／インチ３、約２．０ｇ／インチ３、約２．５ｇ／ｉｎ３、約３．０ｇ／ｉｎ３、約３．５ｇ／ｉｎ３、約４．０ｇ／ｉｎ３、約４．５ｇ／ｉｎ３、約５．０ｇ／ｉｎ３、約５．５ｇ／ｉｎ３の濃度で基材上に存在する。基材上の触媒組成物またはあらゆる他の成分の濃度は、いずれか１つの三次元断面またはゾーン、例えば、基材または基材全体のいずれかの断面あたりの濃度を指す。
【０２０３】
いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、約１５ｇ／ｆｔ３〜約２００ｇ／ｆｔ３、または約６０ｇ／ｆｔ３〜約１２０ｇ／ｆｔ３の充填量における第１および第２のパラジウム成分を含む。いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、約１ｇ／ｉｎ３〜約５ｇ／ｉｎ３または約２ｇ／ｉｎ３〜約３ｇ／ｉｎ３の合計ゼオライト充填量を含む。いくつかの実施形態では、触媒物品は、約５〜約５０または約１０〜約３５のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を含む。
【０２０４】
本明細書に開示されるようにフロースルーまたはウォールフローフィルタ基材を含むことができる本ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、望ましいＮＯｘ吸着および脱着特性を提供し、例えば、低温でＮＯｘを吸着し、捕捉されたＮＯｘをより高い温度で放出する。好ましくは、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、排気ガス流中に存在するＮＯのかなりの部分を吸着することができる。いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、コールドスタート状態（例えば、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、２００℃未満である）の間にＮＯｘを吸着する。いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、高温動作下（例えば、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は３００℃を超える）でＮＯｘを脱着する。
【０２０５】
排気ガス処理システム
本開示はさらに、本明細書に開示されるような触媒物品を含む、内燃機関からの排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減するための排気ガス処理システムを提供する。本発明の別の態様では、内燃機関からの排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減するための方法であって、本明細書に開示されるような触媒物品または本明細書に開示されるような排気処理システムに排気ガス流を接触させることを含む方法が提供される。したがって、本発明は、排気ガス流を生成するエンジンと、排気ガス流と流体連通した、エンジンの下流に配置された１つまたは複数の触媒物品とを含む排出処理システムなどの、本明細書に開示された触媒物品を組み込んだ排出処理システムを提供する。エンジンは、例えば、化学量論的燃焼に必要とされる空気を超える空気を伴う燃焼条件、すなわち希薄条件で作動するディーゼルエンジンであることができる。他の実施形態では、エンジンは、固定源（例えば、発電機またはポンプ場）に関連したエンジンであってもよい。いくつかの実施形態では、排気処理システムは、１つまたは複数の追加の触媒成分をさらに含む。排気物処理システム内に存在する様々な触媒成分の相対的な配置は、変化することができる。
【０２０６】
本排気ガス処理システムおよび方法では、排気ガス流は、上流端部に入りかつ下流端部から出るによって、物品または処理システムに受け取られる。基材または物品の入口端部は、「上流」端部または「前」端部と同義である。出口端部は、「下流」端部または「後」端部と同義である。処理システムは、一般に、内燃機関の下流にありかつ内燃機関と流体連通している。
【０２０７】
本明細書に開示されるシステムは、ＬＴ−ＮＡ触媒物品を含み、これは、本明細書に開示されるように、フロースルーまたはウォールフローフィルタ基材を含むことができる。特に、システムは、低温でＮＯｘを吸着し、高温で捕捉されたＮＯｘを放出するのに適したＬＴ−ＮＡ触媒物品を含む。この触媒組成物のＮＯｘ吸着成分は、様々なエンジン運転条件下で望ましいＮＯｘ吸着および脱着特性を提供する。
【０２０８】
好ましくは、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、排気ガス流中に存在するＮＯのかなりの部分を吸着することができる。しかしながら、より重要なことに、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、排気ガス流および／または排気ガス放出システムが他の触媒成分が活性化するのに十分高い温度に達するまで、ＮＯ種を放出しない。そのときになって初めて、放出されたＮＯは、効率的にＮ２に変換され、排気ガス処理システムから出ることができる。したがって、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、一般的に、ＬＴ−ＮＡから放出されたＮＯの変換に関与するあらゆる触媒成分の上流に配置されている。いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、低温で排気ガス流中に存在するＮＯ種を吸着し、これは、場合により、少なくともＤＯＣおよび／またはＣＳＦ成分で処理されていてもよい。
【０２０９】
いくつかの実施形態では、ＬＴ−ＮＡ触媒物品は、別個の構成要素（例えば、別個の基材上）に配置されるのではなく、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒スートフィルタ（ＣＳＦ）、または触媒選択的還元（ＳＣＲ）触媒成分などの同じ構成要素に含めることができ、このような構成要素の触媒組成物はゾーン構成または層状構成で基材に適用される。
【０２１０】
本開示のシステムは、ＬＴ−ＮＡ触媒物品に加えて、例えば、ＤＯＣ、還元剤インジェクター、ＳＣＲ触媒成分、スートフィルタ（触媒され得るかまたは触媒されないことができる）、および／またはアンモニア酸化触媒（ＡＭＯｘ）を含むことができる。排気処理システムにおいて使用するのに適したＤＯＣは、ＣＯとＨＣの二酸化炭素（ＣＯ２）への酸化に効果的に触媒作用を及ぼすことができる。好ましくは、ＤＯＣは、排気ガス中に存在するＣＯまたはＨＣ成分の少なくとも５０％を変換することができる。ＤＯＣは、例えば、ＬＴ−ＮＡ触媒物品の下流に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、ＤＯＣは、ＳＣＲ触媒成分および／またはスートフィルタの上流に配置されている。
【０２１１】
本開示の排気ガス処理システムは、ＳＣＲ触媒成分をさらに含んでもよい。ＳＣＲ触媒成分は、ＤＯＣおよび／またはスートフィルタの上流または下流に配置されてもよい。排気処理システムでの使用に適したＳＣＲ触媒成分は、６５０℃という高い温度においてＮＯｘ排気成分の還元に有効に触媒作用を及ぼすことができる。さらに、ＳＣＲ触媒成分は、通常はより低い排気温度に関連する低負荷の条件下でさえ、ＮＯｘの還元のために活性でなければならない。好ましくは、ＳＣＲ触媒成分は、システムに添加される還元剤の量に応じて、ＮＯｘ（例えば、ＮＯ）成分の少なくとも５０％をＮ２に変換することができる。ＳＣＲ触媒成分の別の望ましい特性は、Ｏ２とあらゆる過剰なＮＨ３との反応に触媒作用を及ぼしてＮ２を形成する能力を有し、その結果、ＮＨ３が大気に放出されないことである。排気処理システムにおいて使用される有用なＳＣＲ触媒コンポーネントは、６５０℃を超える温度に対する耐熱性も有するべきである。このような高温は、触媒作用のあるスートフィルタの再生中に生じることがある。適切なＳＣＲ触媒成分は、例えば、米国特許第ＵＳ４，９６１，９１７号および第ＵＳ５，５１６，４９７号に記載されており、これらのそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０２１２】
例示された排気ガス処理システムは、本発明の実施形態による排気ガス処理システムの概略図を示す図６Ａ〜６Ｄおよび図７Ａ〜７Ｆを参照することによってより容易に理解されることもあろう。図６Ａを参照すると、排気ガス処理システム３２０が提供されており、この排気ガス処理システム３２０では、気体汚染物質（例えば、未燃炭化水素、一酸化炭素、およびＮＯ）および粒子状物質を含んだ排気ガス流が、ライン３２２を介してエンジン３２１からＤＯＣ３２３へ運ばれる。ＤＯＣ３２３では、未燃焼のガス状および不揮発性の炭化水素および一酸化炭素の大部分が燃焼して、二酸化炭素および水を形成する。次に、排気流は、ＮＯの吸着および／または貯蔵のためにライン３２４を介してＬＴ−ＮＡ触媒物品３２５へ運ばれる。処理された排気ガス流３２６は、次に、ＣＳＦ３２７へ運ばれ、ＣＳＦ３２７は、排気ガス流内に存在する粒子状物質を捕捉する。粒子状物質の除去後、ＣＳＦ３２７を介して、排気ガス流は、ライン３２８を介して、下流のＳＣＲ触媒構成要素３２９へ運ばれ、このＳＣＲ触媒構成要素３２９はＮＯの処理および／または変換を提供する。排気ガスは、触媒成分が、システムから出る前に排気ガスにおける任意の温度において排気ガス中のＮＯｘのレベルを（還元剤との組合せにおいて）減じることができる流量で、ＳＣＲ触媒成分３２９を通過する。
【０２１３】
本発明の排気ガス処理システムの別の実施形態が図６Ｂに示されており、図６Ｂは、本開示による排気ガス処理システム３３０の概略図を示す。図６Ｂを参照すると、排気ガス流は、ライン３３２を介してエンジン３３１からＬＴ−ＮＡ触媒物品３３３へ運ばれる。次に、排気流は、ライン３３４を介してＤＯＣ３３５へ運ばれ、さらにライン３３６を介してＣＳＦ３３７へ運ばれる。処理された排気ガス流３３８は、大気中へ放出される前に、ＳＣＲ触媒構成要素３３９へ運ばれる。
【０２１４】
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図６Ｃに示されており、図６Ｃは、排気ガス処理システム３４０の概略図を示す。図６Ｃを参照すると、排気ガス流は、ライン３４２を通ってエンジン３４１からＤＯＣ３４３へ運ばれ、さらに排気ガス流３４４を介してＬＴ−ＮＡ３４５へ運ばれる。次に、排気流は、ライン３４６を介してＳＣＲ触媒構成要素３４７へ運ばれ、さらにライン３４８を通ってＣＳＦ３４９へ運ばれる。処理された排気ガス流３３８は、システムを出る前にＳＣＲ触媒構成要素３３９へ運ばれる。
【０２１５】
本発明の排気ガス処理システムの別の実施形態が図６Ｄに示されており、図６Ｄは、本開示による排気ガス処理システム３５０の概略図を示す。図６Ｄを参照すると、排気ガス流は、ライン３５２を介してエンジン３５１からＬＴ−ＮＡ触媒物品３５３へ運ばれ、さらにガス排気ライン３５４を介してＤＯＣ３５５へ運ばれる。排気ガスライン３５６は、ＳＣＲ触媒構成要素３５７へ運ばれ、次いで、排気流３５８は、システムを出る前にＣＳＦ３５９へ運ばれる。
【０２１６】
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図７Ａに示されており、図７Ａは、排気ガス処理システム４２０の概略図を示す。図７Ａを参照すると、排気ガス流は、ライン４２２を介して、エンジン４２１から、同じ基材上にＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＤＯＣを有する組み合わせ触媒４２３へ運ばれる。排気ガス流４２６はさらにＣＳＦ４２７へ運ばれ、さらに、ガス排気ライン４２８を介してＳＣＲ触媒構成要素４２９へ運ばれた後、システムを出る。
【０２１７】
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図７Ｂに示されており、図７Ｂは、排気ガス処理システム４３０の概略図を示す。図７Ｂを参照すると、排気ガス流は、ライン４３２を介して、エンジン４３１から、同じ基材上にＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＤＯＣを有する組み合わせ触媒４３３へ運ばれる。排気ガス流４３６は、システムを出る前に、さらにＳＣＲ触媒構成要素４３７へ運ばれ、さらに、ガス排気ライン４３８を介してＣＳＦ４３９へ運ばれる。
【０２１８】
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図７Ｃに示されており、図７Ｃは、排気ガス処理システム４４０の概略図を示す。図７Ｃを参照すると、排気ガス流は、ライン４４２を介して、エンジン４４１から、同じ基材上にＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＤＯＣを有する組み合わせ触媒４４３へ運ばれる。排気ガス流４４６は、ＳＣＲ触媒構成要素および触媒スートフィルタ（ＳＣＲｏＦ）４４７の組み合わせへさらに運ばれた後、システムを出る。
【０２１９】
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図７Ｄに示されており、図７Ｄは、排気ガス処理システム４５０の概略図を示す。図７Ｄを参照すると、排気ガス流は、ライン４５２を介して、エンジン４５１からＤＯＣ４５３へ運ばれ、排気ガス流４５６は、さらに、同じ基材上にＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＣＳＦを有する組み合わせ触媒４５７へ運ばれる。排気ガス流４５８は、ＳＣＲ触媒構成要素４５９へさらに運ばれた後、システムを出る。
【０２２０】
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図７Ｅに示されており、図７Ｅは、排気ガス処理システム４６１の概略図を示す。図７Ｅを参照すると、排気ガス流は、ライン４６２を介してエンジン４６１からＤＯＣ４６３へ運ばれ、排気ガス流４６６は、さらにＣＳＦ４６７へ運ばれる。結果として得られた排気ガス流４６８は、同じ基材上にＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＳＣＲ触媒構成要素を有する組み合わせ触媒４６９へさらに運ばれた後、システムを出る。
【０２２１】
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図７Ｆに示されており、図７Ｆは、排気ガス処理システム４７０の概略図を示す。図７Ｆを参照すると、排気ガス流は、ライン４７２を介してエンジン４７１からＤＯＣ４７３へ運ばれ、排気ガス流４７６は、同じ基材上にＬＴ−ＮＡ触媒組成物およびＳＣＲｏＦを有する組み合わせ触媒４７７へさらに運ばれた後、システムを出る。
【０２２２】
図６Ａ〜６Ｄおよび図７Ａ〜７Ｆに示されたあらゆる例示された排気ガス処理システムの後に、ＳＣＲ触媒成分から放出されたＮＨ３を除去し、このＮＨ３をＮ２に選択的に酸化させるための選択的アンモニア酸化触媒（ＡＭＯｘ）が設けられていてもよい。
【０２２３】
本発明の物品、システム、および方法は、トラックや自動車などの移動排気源からの排気ガス流の処理に適している。本発明の物品、システムおよび方法は、発電所などの固定源からの排気流の処理にも適している。
【０２２４】
本明細書に記載される組成物、方法、および用途に対する好適な修正および適合が、任意の実施形態またはそれらの態様の範囲から逸脱することなく行われ得ることは、関連技術の当業者には容易に明らかであろう。提供される組成物および方法は例示的なものであり、特許請求される実施形態の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書に開示される様々な実施形態、態様、および選択肢のすべては、すべての変更で組み合わされ得る。本明細書に記載される組成物、配合物、方法、およびプロセスの範囲には、本明細書の実施形態、態様、選択肢、例、および選好のすべての実際のまたは潜在的な組み合わせが含まれる。本明細書で引用されたすべての特許および刊行物は、組み込まれた他の特定の記述が具体的に提供されない限り、記載されるように、それらの特定の教示について参照によって本明細書に組み込まれる。
【実施例】
【０２２５】
本発明は、本発明を例示するために示されかつ本発明を限定するものと解釈されるべきではない以下の実施例によってより詳しく例示される。別段の定めがない限り、すべての部分およびパーセンテージは重量によるものであり、すべての重量パーセントは乾燥ベースで表され、つまり、別段の定めがない限り、含水量は除外される。
【０２２６】
触媒製品の準備
実施例１．Ｐｄ−大細孔ゼオライト触媒物品
ゼオライトベータ材料（ＢＥＡ）は、希釈したＰｄ（ＮＯ３）２溶液を含浸させた初期湿潤状態で、１１０°Ｃ／２時間の空気中で乾燥させた後、５５０°Ｃの空気中で１時間か焼した。希釈した酢酸ジルコニウム溶液を調製し、これに、か焼したＰｄ／ＢＥＡ粉末を加えて、約５０％の固形分でスラリー懸濁液を形成した。最終粒径Ｄ９０が１０〜１２μｍに達するまで、スラリーを粉砕した。次に、スラリーを固形分４２〜４６％で４００／４ハニカム基材上にコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で５９０℃において１時間か焼した。Ｐｄ充填量は６０ｇ／ｆｔ３であり、ゼオライトウォッシュコート充填量は２．０ｇ／ｉｎ３であり、か焼後のＺｒＯ２充填量はウォッシュコート組成物の〜約５％であった。
【０２２７】
実施例２Ａおよび２ＢＰｄ−中細孔ゼオライト触媒物品
ゼオライトフェリエライト材料（ＦＥＲ）は、希釈したＰｄ（ＮＯ３）２溶液を含浸させた初期湿潤状態で、１１０°Ｃ／２時間の空気中で乾燥させた後、５５０°Ｃの空気中で１時間か焼した。希釈した酢酸ジルコニウム溶液を調製し、これに、か焼したＰｄ／ＢＥＡ粉末を加えて、約５０％の固形分でスラリー懸濁液を形成した。最終粒径Ｄ９０が１０〜１５μｍに達するまで、スラリーを粉砕した。次に、スラリーを固形分４２〜４６％で４００／４ハニカム基材上にコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で５９０℃において１時間か焼した。実施例２Ａの場合、Ｐｄ充填量は６０ｇ／ｆｔ３であり、ゼオライトウォッシュコート充填量は２．０ｇ／ｉｎ３であった。実施例２Ｂの場合、Ｐｄ充填量は９０ｇ／ｆｔ３であり、ゼオライトウォッシュコート充填量は３．０ｇ／ｉｎ３であった。か焼後の、両方の例において結果として得られたＺｒＯ２充填量は、ウォッシュコート組成物の約５％であった。
【０２２８】
実施例３．Ｐｄ−小細孔ゼオライト触媒物品
ゼオライトチャバザイト材料（ＣＨＡ）を、希釈したＰｄ（ＮＯ３）２溶液を含浸させた初期湿潤状態で、１１０°Ｃ／２時間の空気中で乾燥させた後、５５０°Ｃの空気中で１時間か焼した。希釈した酢酸ジルコニウム溶液を調製し、これに、か焼したＰｄ／ＢＥＡ粉末を加えて、約５０％の固形分でスラリー懸濁液を形成した。最終粒径Ｄ９０が１０〜１５μｍに達するまでスラリーを粉砕した。次に、スラリーを固形分４２〜４６％で４００／４ハニカム基材上にコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で５９０℃において１時間か焼した。Ｐｄ充填量は６０ｇ／ｆｔ３であり、ゼオライトウォッシュコート充填量は２．０ｇ／ｉｎ３であり、か焼後のＺｒＯ２充填量はウォッシュコート組成物の〜約５％であった。
【０２２９】
実施例４．ゾーン化されたＰｄ／ＢＥＡおよびＰｄ／ＦＥＲ  ＬＴ−ＮＡ触媒物品
実施例１および実施例２によるサンプルは、上記のように調製された。各サンプルを半分に切断し、Ｐｄ／ＢＥＡコーティングされた基材を入口位置に、Ｐｄ／ＦＥＲコーティングされた基材を出口位置に配置することにより、各サンプルの半分を、ゾーン化されたサンプルに組み立てた。
【０２３０】
実施例５．Ｐｄ−大細孔ゼオライトとＰｄ−中細孔ゼオライト触媒組成物の均一混合物でコーティングされたＬＴ−ＮＡ触媒物品
Ｐｄ／ＢＥＡおよびＰｄ／ＦＥＲスラリーはそれぞれ、実施例１および実施例２と同様に調製された。個々のゼオライトにおけるＰｄ％は、１．７４％に維持された。２つのスラリーを所望の固形分／固形分比で混合し、次に４００／４ハニカム基材上に４２〜４６％の固形分でコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で５９０℃において１時間か焼した。総Ｐｄ充填量は６０ｇ／ｆｔ３であり、総ゼオライトウォッシュコート充填量は２．０ｇ／ｉｎ３であり、か焼後の、結果として得られたＺｒＯ２充填量はウォッシュコート組成物の〜約５％であった。
【０２３１】
実施例６．Ｐｄ−大細孔ゼオライトとＰｄ−小細孔ゼオライト触媒組成物の混合物でコーティングされたＬＴ−ＮＡ触媒物品
Ｐｄ／ＢＥＡおよびＰｄ／ＣＨＡスラリーはそれぞれ、実施例１および実施例３と同様に調製された。個々のゼオライトにおけるＰｄ重量％は１．７４％に維持された。２つのスラリーを所望の固形分／固形分比で混合し、次に４００／４ハニカム基材上に４２〜４６％の固形分でコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で５９０℃において１時間か焼した。総Ｐｄ充填量は６０ｇ／ｆｔ３であり、総ゼオライトウォッシュコート充填量は２．０ｇ／ｉｎ３であり、か焼後の、結果として得られたＺｒＯ２充填量はウォッシュコート組成物の〜約５％であった。
【０２３２】
実施例７．ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品
ＬＴ−ＮＡ下部層は、Ｐｄ充填量およびウォッシュコート充填量が元の値の７５％（４５ｇ／ｆｔ３  Ｐｄ、１．５ｇ／ｉｎ３ゼオライト）に低下させられたことを除いて、実施例６と同様に調製された。ＤＯＣ上部層の場合、５％ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３材料は、希釈したＰｔ−アンミン錯体溶液を含浸させた初期湿潤であり、次に希釈したＰｄ硝酸塩溶液に添加して、スラリー懸濁液を形成した。スラリー懸濁液のｐＨは、希釈されたＨＮＯ３によって４〜５に調整された。スラリーは、Ｄ９０＝１２−１５μｍに粉砕され、次に、ベータゼオライトおよびアルミナバインダー材料（全ウォッシュコート固形分の３．５％）を加えた。次に、スラリーを、固形分２５〜３０％でＬＴ−ＮＡ下層にコーティングした。乾燥後、サンプルを空気中で５９０℃において１時間か焼した。Ｓｉ−アルミナ充填量は０．７５ｇ／ｉｎ３、ベータゼオライト充填量は０．３５ｇ／ｉｎ３、ＰＧＭ充填量は２１ｇ／ｆｔ３、Ｐｔ／Ｐｄ重量比は２／１であった。
【０２３３】
実施例８．ＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品
ＬＴ−ＮＡ下部層は、Ｐｄ充填量およびウォッシュコート充填量が、それぞれ８０ｇ／ｆｔ３および２．５ｇ／ｉｎ３に低下させられたことを除いて、実施例５と同様に調製された。ＢＥＡ／ＦＥＲ比は１：１のままであり、Ｐｄ充填量は２つのゼオライト間で均等に分割された。ＤＯＣ層は、実施例７と同様に調製された。
【０２３４】
触媒物品の評価
モノリシック触媒物品は、ディーゼル車両シミュレーターでテストされた。供給組成は中型ディーゼルエンジンから引き出され、ＮＯのみが、入口ＮＯｘのために使用された。触媒の寸法は１×１×３インチであった。各触媒は、５００℃で１５分間、１０％Ｏ２／５％Ｈ２Ｏ／５％ＣＯ２／Ｎ２でその場で前処理され、ＦＴＰ、ＦＴＰ−ＵＳ０６、およびＦＴＰテストの順で連続的なシーケンスにかけられた。開始から、入口温度が最初に２００℃に達した時点まで吸収されたＮＯｘの割合が、コールドスタートＮＯｘ吸着効率と定義された。
【０２３５】
実施例９．排気ガス処理結果
図８は、最初のＦＴＰサイクルにおける、０−４００秒の時間に関するＮＯｘ濃度のプロットである。０〜１９７秒の期間が、触媒入口温度が２００℃未満にとどまるコールドスタートとして定義された。３つのすべての触媒組成物（実施例１、２Ａおよび３）は、約１６０秒までほぼ完全なＮＯｘ吸着を示した。実施例１の、１２員環構造を有しかつ細孔径が６Å未満であるＰｄ／ＢＥＡは、触媒入口温度がかろうじて２００℃に達したとき、２００秒の直前にＮＯｘを放出し始めた。実施例２Ａの、１０員環および＜５Å細孔開口を有するＰｄ／ＦＥＲ、および実施例３の、８員環構造および＜４Å細孔開口を有するＰｄ／ＣＨＡの両方が、より高い温度までＮＯｘを吸着し続けた。
【０２３６】
図９は、３つの触媒の実施例１〜３のいずれについても、最高温度が〜３００℃のときには、完全なＮＯｘ再生は、ＦＴＰサイクルの終了時に観察されなかったことを示す。
【０２３７】
図１０は、３つのすべての触媒が、不十分なＮＯｘ脱着により、その後のＦＴＰサイクル（０〜２００秒）のコールドスタート中により低いＮＯｘ吸着を示したことを示す。Ｐｄ／ＢＥＡ（実施例１）は１２０秒までは優れたＮＯｘ吸着を示し続けたが、突然のＮＯｘ脱離が即座に生じ、これは、コールドスタート期間の間、ＮＯｘ吸着効率を全体的に低下させ続けた。実施例２Ａ（Ｐｄ／ＦＥＲ）は、サイクルの開始時（０〜６０秒）に著しい活性損失を被っているように見えたが、吸着活性はすぐに回復した。さらに、ＮＯｘ脱着は、好ましくは〜２６０℃に発生した。例３（Ｐｄ／ＣＨＡ）は、ＮＯｘ吸着が最も重要である０〜１２０秒の間に最悪の動作であっただけでなく、〜１５０℃で脱着も示し始めた。
【０２３８】
理論によって束縛されることは望まないが、これらの３つの異なるゼオライト構造において観察された大きな差異は、ＢＥＡなどの大細孔かつ三次元ゼオライトにおけるＰｄが、特に再生が効率的でなかったときは、コールドスタートＮＯｘ吸着のために最も好ましいことがある。しかしながら、大細孔チャネルは、吸着されたＮＯ分子との物理的相互作用がより小さいこともあり、このことは、ひいては早期のＮＯｘ放出を生じることがある。二次元媒体細孔構造を有していたＰｄ／ＦＥＲ（実施例２Ａ）は、完全に再生されなかったならば、より低い温度およびより高い空間速度においてＮＯｘを容易に進入させるように見えなかったが、中間温度においてＮＯｘを極めて効率的に吸収し、所望の温度に達するまでＮＯｘを保持することができた。
【０２３９】
図１０のデータは、Ｐｄ／ＢＥＡおよびＰｄ／ＦＥＲの混合物が、低温においてＰｄ／ＢＥＡの高いＮＯ吸着効率を保持する一方、中間温度において、Ｐｄ／ＢＥＡによって放出されたＮＯｘをＰｄ／ＦＥＲが吸着したことによって、全体的なコールドスタートＮＯｘ吸着性能を向上させるために有利であることがあることを示唆した。
【０２４０】
図１１は、本発明のデュアルＰｄゼオライト構成要素の利点を確認するデータを提供する。図１１は、ゾーン化されたＰｄ／ＢＥＡおよびＰｄ／ＦＥＲ（実施例４）および均質なＰｄ／ＢＥＡおよびＰｄ／ＦＥＲ混合物触媒（実施例５）のＦＴＰ２一時的ＮＯｘ濃度と、Ｐｄ／ＢＥＡ（実施例１）またはＰｄ／ＦＥＲのみ（実施例２Ａ）の触媒とのグラフ比較である。いずれのケースにおいても、ゾーン化された実施例および均質な実施例の場合、Ｐｄ／ＦＥＲと比較して、２０〜７０秒領域においてＮＯ吸着が改善され、Ｐｄ／ＢＥＡの大きなＮＯｘ放出ピーク特性が排除された。
【０２４１】
図１２は、１／１Ｐｄ／ＢＥＡおよびＰｄ／ＣＨＡ混合物触媒（実施例６）と、Ｐｄ／ＢＥＡ−Ｐｄ／ＣＨＡ下側コートおよびＰｔ−Ｐｄ／Ａｌ２Ｏ３およびＢＥＡ上側コートを含んでいたＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ組合せ触媒（実施例７）との、コールドスタート（０〜１９７秒）ＮＯｘ吸着効率のグラフ比較を提供している。ＦＴＰ２の場合、Ｐｄ／ＢＥＡ−Ｐｄ／ＦＥＲ触媒は、中間温度における放出されたＮＯｘのより優れた閉じ込めにより、Ｐｄ／ＢＥＡ−Ｐｄ／ＣＨＡ触媒より高いＮＯｘ％吸着を実証した。他方で、Ｐｄ／ＢＥＡ−Ｐｄ／ＣＨＡ触媒は、より高いＦＴＰ３  ＮＯｘ％吸着を示したが、これは、先行するＵＳ０６サイクルの間のより効率的な再生を示唆している。さらに、典型的なＤＯＣ層の追加は、ＬＴ−ＮＡ層におけるＰｄおよびゼオライト充填量が低いにもかかわらず、ＦＴＰ２  ＮＯｘ％吸着を大幅に改善するように見えた。
【０２４２】
図１３は、本発明のＬＴ−ＮＡ／ＤＯＣ触媒物品（実施例８）対本発明のＬＴ−ＮＡ物品（実施例２Ｂ）の、コールドスタート（０〜１９７秒）ＮＯｘ吸着性能のグラフ結果を示している。実施例８は、理論によって束縛されることを望まないが、ＬＴ−ＮＡ層におけるより低いパラジウムおよびゼオライト充填量を含み、これは、ＦＴＰ１サイクルにおける初期ＮＯｘ吸着効率を低下させ続けることがある。上側に位置するＤＯＣコーティングは、この構成においてＬＴ−ＮＡ層へのＮＯｘアクセスを妨げることもある。それにもかかわらず、実施例８は、ＦＴＰ１からＦＴＰ２へのＮＯｘ吸着効率の１３％の減少を示したが、実施例２Ｂ（Ｐｄ／ＢＥＡ＋Ｐｄ／ＦＥＲ）は、５３％の減少を示した。これらの結果は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）構成要素の追加により、ＦＴＰ２における性能が大幅に向上したことを示している。
【図１Ａ】
2021525643.tif 000003
【図１Ｂ】
2021525643.tif 000004
【図２】
2021525643.tif 000005
【図３Ａ】
2021525643.tif 000006
【図３Ｂ】
2021525643.tif 000007
【図３Ｃ】
2021525643.tif 000008
【図４Ａ】
2021525643.tif 000009
【図４Ｂ】
2021525643.tif 000010
【図４Ｃ】
2021525643.tif 000011
【図５Ａ】
2021525643.tif 000012
【図５Ｂ】
2021525643.tif 000013
【図５Ｃ】
2021525643.tif 000014
【図５Ｄ】
2021525643.tif 000015
【図５Ｅ】
2021525643.tif 000016
【図５Ｆ】
2021525643.tif 000017
【図６Ａ】
2021525643.tif 000018
【図６Ｂ】
2021525643.tif 000019
【図６Ｃ】
2021525643.tif 000020
【図６Ｄ】
2021525643.tif 000021
【図７Ａ】
2021525643.tif 000022
【図７Ｂ】
2021525643.tif 000023
【図７Ｃ】
2021525643.tif 000024
【図７Ｄ】
2021525643.tif 000025
【図７Ｅ】
2021525643.tif 000026
【図７Ｆ】
2021525643.tif 000027
【図８】
2021525643.tif 000028
【図９】
2021525643.tif 000029
【図１０】
2021525643.tif 000030
【図１１】
2021525643.tif 000031
【図１２】
2021525643.tif 000032
【図１３】
2021525643.tif 000033
【国際調査報告】
2021525643.tif 000034
2021525643.tif 000035
2021525643.tif 000036
2021525643.tif 000037
2021525643.tif 000038