(57)【要約】    排気ガスを処理するための触媒組成物であって、当該触媒組成物がモレキュラーシーブを含み、当該モレキュラーシーブは、交換による銅及び交換によるマンガンを含む、触媒組成物。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを処理するための触媒組成物であって、前記触媒組成物がモレキュラーシーブを含み、前記モレキュラーシーブは、交換による銅及び交換によるマンガンを含む、触媒組成物。
【請求項２】
前記モレキュラーシーブが、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブである、請求項１に記載の触媒組成物。
【請求項３】
前記モレキュラーシーブが、ゼオライトを含む、請求項１又は２に記載の触媒組成物。
【請求項４】
前記ゼオライトが、約５〜約２００のＳＡＲを有する、請求項３に記載の触媒組成物。
【請求項５】
前記ゼオライトが、約１０〜約５０のＳＡＲを有する、請求項３又は４に記載の触媒組成物。
【請求項６】
前記ゼオライトが、約１０〜約３０のＳＡＲを有する、請求項３又は５に記載の触媒組成物。
【請求項７】
前記モレキュラーシーブが、小細孔ゼオライトを含む、請求項３〜６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項８】
前記小細孔ゼオライトが、ＡＥＩ、ＣＨＡ、及びこれらの組み合わせから選択される結晶骨格型を有する、請求項７に記載の触媒組成物。
【請求項９】
前記モレキュラーシーブが、中細孔ゼオライト又は大細孔ゼオライトを含む、請求項３〜８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１０】
前記ゼオライトが、ＢＥＡ、ＭＦＩ、及びこれらの組み合わせから選択される結晶骨格型を有する、請求項９に記載の触媒組成物。
【請求項１１】
銅とマンガンとの重量比が、約０．１〜約５０である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１２】
銅とマンガンとの重量比が、約０．２〜約１５である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１３】
銅とマンガンとの重量比が、約０．３〜約３である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１４】
前記銅及びマンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．１〜約１０重量％の総量で存在する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１５】
前記銅及びマンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約１〜約７重量％の総量で存在する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１６】
前記銅及びマンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約２〜約５重量％の総量で存在する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１７】
前記銅が、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．０５〜約７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触媒組成物。
【請求項１８】
前記銅が、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．５〜約５重量％の量で存在する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項１９】
前記銅が、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約１〜約４重量％の量で存在する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２０】
前記マンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．０５〜約７重量％の量で存在する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２１】
前記マンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．１〜約５重量％の量で存在する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２２】
前記マンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．５〜約２．５重量％の量で存在する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２３】
前記モレキュラーシーブが、１未満の、遷移金属とアルミニウムとの比を有する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２４】
前記モレキュラーシーブが、０．７５未満の、遷移金属とアルミニウムとの比を有する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２５】
前記モレキュラーシーブが、０．５未満の、遷移金属とアルミニウムとの比を有する、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２６】
ＮＨ３とＮＯｘとの反応を促進して、窒素及び水を生成させるのに効果的である、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２７】
標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２０％〜約４５％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２８】
標準的ＳＣＲ条件下で、Ｍｎ交換モレキュラーシーブよりも約３０％〜約６０％多く総ＮＯｘを変換する、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項２９】
標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約１％〜約１５％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３０】
標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約１％〜約２５％多く総ＮＯｘを変換する、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３１】
迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２５％〜約６０％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項１〜３０のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３２】
迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約１％〜約２０％多く総ＮＯｘを変換する、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３３】
低速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２０％〜約４５％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３４】
９００℃でのエージング後、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約３５％〜約６５％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項１〜３３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項３５】
請求項１〜３４のいずれか一項に記載の触媒組成物でコーティングされた基材を備える、触媒物品。
【請求項３６】
１つ以上の追加の触媒組成物を更に含む、請求項３５に記載の触媒物品。
【請求項３７】
前記１つ以上の追加の触媒組成物が、Ｃｕ又はＦｅ交換モレキュラーシーブ触媒を含む、請求項３６に記載の触媒物品。
【請求項３８】
前記交換による銅及び交換によるマンガンを含むモレキュラーシーブが、前記１つ以上の追加の触媒組成物の上流に存在する、請求項３６又は３７に記載の触媒物品。
【請求項３９】
前記交換による銅及び交換によるマンガンを含むモレキュラーシーブが上層に存在し、前記１つ以上の追加の触媒組成物は下層に存在する、請求項３６又は３７に記載の触媒物品。
【請求項４０】
白金族金属を含む触媒組成物を更に含む、請求項３５〜３９のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項４１】
窒素酸化物を含有する排気ガスを処理する方法であって、触媒組成物の存在下で、前記排気ガスを窒素性還元剤と接触させること、を含み、前記触媒組成物はモレキュラーシーブを含み、前記モレキュラーシーブは交換による銅及び交換によるマンガンを含む、方法。
【請求項４２】
前記窒素性還元剤が、アンモニアを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記接触が、約１５０℃〜約７５０℃の温度で起こる、請求項４１又は４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記モレキュラーシーブが、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブである、請求項４１〜４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記モレキュラーシーブが、ゼオライトを含む、請求項４１〜４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記ゼオライトが、約５〜約２００のＳＡＲを有する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記ゼオライトが、約１０〜約５０のＳＡＲを有する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記ゼオライトが、約１０〜約３０のＳＡＲを有する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記モレキュラーシーブが、小細孔ゼオライトを含む、請求項４１〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記小細孔ゼオライトが、ＡＥＩ、ＣＨＡ、及びこれらの組み合わせから選択される結晶骨格型を有する、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記モレキュラーシーブが、中細孔ゼオライト又は大細孔ゼオライトを含む、請求項４１〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５２】
前記ゼオライトが、ＢＥＡ、ＭＦＩ、及びこれらの組み合わせから選択される結晶骨格型を有する、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
銅とマンガンとの重量比が、約０．１〜約５０である、請求項４１〜５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
銅とマンガンとの重量比が、約０．２〜約１５である、請求項４１〜５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５５】
銅とマンガンとの重量比が、約０．３〜約３である、請求項４１〜５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
前記銅及びマンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．１〜約１０重量％の総量で存在する、請求項４１〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記銅及びマンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約１〜約７重量％の総量で存在する、請求項４１〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
前記銅及びマンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約２〜約５重量％の総量で存在する、請求項４１〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
前記銅が、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．０５〜約７重量％の量で存在する、請求項４１〜５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
前記銅が、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．５〜約５重量％の量で存在する、請求項４１〜５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６１】
前記銅が、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約１〜約４重量％の量で存在する、請求項４１〜５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６２】
前記マンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．０５〜約７重量％の量で存在する、請求項４１〜６１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６３】
前記マンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．１〜約５重量％の量で存在する、請求項４１〜６１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６４】
前記マンガンが、前記モレキュラーシーブの重量に基づいて、約０．５〜約２．５重量％の量で存在する、請求項４１〜６１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６５】
前記モレキュラーシーブが、１未満の、遷移金属とアルミニウムとの比を有する、請求項４１〜６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６６】
前記モレキュラーシーブが、０．７５未満の、遷移金属とアルミニウムとの比を有する、請求項４１〜６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６７】
前記モレキュラーシーブが、０．５未満の、遷移金属とアルミニウムとの比を有する、請求項４１〜６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６８】
前記触媒組成物が、ＮＨ３とＮＯｘとの反応を促進して、窒素及び水を生成させるのに効果的である、請求項４１〜６７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６９】
前記触媒組成物が、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２０％〜約４５％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項４１〜６８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７０】
前記触媒組成物が、標準的ＳＣＲ条件下でＭｎ交換モレキュラーシーブよりも約３０％〜約６０％多く総ＮＯｘを変換する、請求項４１〜６９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７１】
前記触媒組成物が、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約１％〜約１５％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項４１〜７０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７２】
前記触媒組成物が、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約１％〜約２５％多く総ＮＯｘを変換する、請求項４１〜７１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７３】
前記触媒組成物が、迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２５％〜約６０％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項４１〜７２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７４】
前記触媒組成物が、迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約１％〜約２０％多くＮＯｘを変換する、請求項４１〜７３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７５】
前記触媒組成物が、低速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２０％〜約４５％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項４１〜７４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７６】
前記触媒組成物が、９００℃のエージング後、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約３５％〜約６５％少ないＮ２Ｏを生成する、請求項４１〜７５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、遷移金属含有モレキュラーシーブ触媒の存在下で窒素酸化物を窒素性還元剤と接触させることにより、車両用リーンバーン内燃機関の排気ガスなどのガス中の窒素酸化物を窒素に変換する、触媒及び方法に関する。
【０００２】
アンモニア又は尿素などの窒素化合物によるＮＯｘの選択的触媒還元（ＳＣＲ）は、工業における定置用途をはじめとする多くの用途で使用されてきた。より最近では、ＳＣＲ技術に基づくＮＯｘ還元システムが、例えば、ディーゼル排気ガスを処理するための、多数の車両（移動体）用途のために、欧州、日本、及び米国において開発されている。
【０００３】
いくつかの化学反応はＮＨ３ＳＣＲシステムで起こり、そのほとんどは、ＮＯｘ、具体的にはＮＯ及びＮＯ２を窒素に還元する望ましい反応を示す。支配的な反応は、反応（１）によって表される。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ  （１）
【０００４】
競合する、酸素との非選択的な反応は、二次排出物を生じることがあり、又は、アンモニアを浪費することがある。１つのこのような非選択的反応には、反応（２）に示すアンモニアの完全な酸化がある。
４ＮＨ３＋５Ｏ２→４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ  （２）
【０００５】
また、副反応により、反応（３）によって示されるようなＮ２Ｏなどの望ましくない生成物がもたらされることもある。
４ＮＨ３＋５ＮＯ＋３Ｏ２→４Ｎ２Ｏ＋６Ｈ２Ｏ  （３）
【０００６】
アルミノケイ酸塩ゼオライトを含むモレキュラーシーブは、ＮＯｘのＮＨ３よるＳＣＲのための触媒として使用することができる。１つの用途は、尿素などのアンモニア前駆体から得ることができる還元剤によって、又はアンモニア自体を噴射することによって、車両用ディーゼルエンジンからのＮＯｘ排出を制御することである。触媒活性を促進するために、遷移金属をアルミノケイ酸塩ゼオライトに組み込むことができる。
【０００７】
ＮＯｘ変換率が改良されており、Ｎ２Ｏ生成が低減されている、ＮＯｘのＳＣＲのための触媒組成物を調製することが望ましい。
【発明の概要】
【０００８】
本発明のいくつかの態様によれば、排気ガスを処理するための触媒組成物は、モレキュラーシーブを含み、当該モレキュラーシーブは、交換による銅及び交換によるマンガンを含む。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブである。いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブは、ゼオライトを含む。好適なゼオライトは、例えば、約５〜約２００、約１０〜約５０、又は約１０〜約３０の、シリカとアルミナとのモル比（ＳＡＲ）を有することができる。いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブは、小細孔ゼオライトを含む。好適な小細孔ゼオライトは、例えば、ＡＥＩ、ＣＨＡ、及びこれらの組み合わせから選択される結晶骨格型を有することができる。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、中細孔ゼオライト又は大細孔ゼオライトを含む。好適な中細孔ゼオライト又は大細孔ゼオライトは、例えば、ＢＥＡ、ＭＦＩ、及びこれらの組み合わせから選択される、結晶骨格型を有することができる。
【０００９】
いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、約０．１〜約５０、約０．２〜約１５、又は約０．３〜約３の、銅とマンガンとの重量比を有する。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの重量に基づいて約０．１〜約１０重量％、約１〜約７重量％、又は約２〜約５重量％の総量で存在する、銅及びマンガンを含む。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの重量に基づいて約０．０５〜約７重量％、約０．５〜約５重量％、又は約１〜約４重量％の量で存在する、銅を含む。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの重量に基づいて約０．０５〜約７重量％、約０．１〜約５重量％、又は約０．５〜約２．５重量％の量で存在する、マンガンを含む。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、１未満、０．７５未満、又は０．５未満の、遷移金属とアルミニウムとの比を有する。
【００１０】
いくつかの態様では、触媒組成物は、ＮＨ３とＮＯｘとの反応を促進して、窒素及び水を生成させるのに効果的である。特定の態様では、触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２０％〜約４５％少ないＮ２Ｏを生成する。いくつかの態様では、触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｍｎ交換モレキュラーシーブよりも約３０％〜約６０％多く総ＮＯｘを変換する。いくつかの態様では、触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約１％〜約１５％少ないＮ２Ｏを生成する。いくつかの態様では、触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約１％〜約２５％多く総ＮＯｘを変換する。いくつかの態様では、触媒組成物は、迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２５％〜約６０％少ないＮ２Ｏを生成する。いくつかの態様では、触媒組成物は、迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約１％〜約２０％多い総ＮＯｘを変換する。いくつかの態様では、触媒組成物は、低速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２０％〜約４５％少ないＮ２Ｏを生成する。いくつかの態様では、触媒組成物は、９００℃のエージング後、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約３５〜約６５％少ないＮ２Ｏを生成する。
【００１１】
本発明のいくつかの態様によれば、触媒物品は、モレキュラーシーブを含む触媒組成物でコーティングされた基材を備え、当該モレキュラーシーブは、交換による銅及び交換によるマンガンを含む。いくつかの態様では、基材は、１つ以上のＣｕ又はＦｅ交換モレキュラーシーブ触媒などの、１つ以上の追加の触媒を更に含んでもよい。いくつかの態様では、交換による銅及び交換によるマンガンを含むモレキュラーシーブは、１つ以上の追加の触媒組成物の上流に存在する。いくつかの態様では、交換による銅及び交換によるマンガンを含むモレキュラーシーブは上層に存在し、１つ以上の追加の触媒組成物は下層に存在する。いくつかの態様では、触媒物品は、白金族金属を含む触媒組成物を更に含む。
【００１２】
本発明のいくつかの態様によれば、窒素酸化物を含有する排気ガスを処理する方法は、触媒組成物の存在下で、排気ガスを窒素性還元剤と接触させること、を含み、当該触媒組成物はモレキュラーシーブを含み、当該モレキュラーシーブは交換による銅及び交換によるマンガンを含む。いくつかの態様では、窒素性還元剤は、アンモニアを含む。いくつかの態様では、接触は、約１５０℃〜約７５０℃の温度で起こる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図４】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図５】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図６】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図７】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図８】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図９】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１０】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１１】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１２】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１３】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１４】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１５】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１６】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１７】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１８】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図１９】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２０】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２１】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２２】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２３】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２４】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２５】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２６】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２７】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２８】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図２９】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３０】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３１】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３２】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３３】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３４】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３５】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３６】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３７】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３８】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図３９】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図４０】本発明の態様の触媒及びシステムの、触媒構成を示す。これらについて、発明の詳細な説明で更に詳細に説明する。
【図４１】Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及びＣｕ．ＡＥＩを含むエージング前の触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図４２】Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及びＣｕ．ＡＥＩを含むエージング前の触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏ選択性を示す。
【図４３】Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及びＣｕ．ＡＥＩを含むエージング後の触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図４４】Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及びＣｕ．ＡＥＩを含むエージング後の触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏ選択性を示す。
【図４５】Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及びＣｕ．ＡＥＩを含む触媒の、迅速ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図４６】Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及びＣｕ．ＡＥＩを含む触媒の、迅速ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏｐｐｍを示す。
【図４７】Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及びＣｕ．ＡＥＩを含む触媒の、低速ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図４８】Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及びＣｕ．ＡＥＩを含む触媒の、低速ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏｐｐｍを示す。
【図４９】様々な二元金属触媒及び一元金属触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図５０】様々な二元金属触媒及び一元金属触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏ選択性を示す。
【図５１】Ｍｎ担持量を変更した触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図５２】Ｍｎ担持量を変更した触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏ選択性を示す。
【図５３】Ｍｎ担持量を変更した触媒の、低速ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図５４】Ｍｎ担持量を変更した触媒の、低速ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏｐｐｍを示す。
【図５５】Ｃｕ担持量を変更した触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図５６】Ｃｕ担持量を変更した触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏ選択性を示す。
【図５７】異なる小細孔ゼオライト触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図５８】異なる小細孔ゼオライト触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏ選択性を示す。
【図５９】異なる小細孔ゼオライト触媒の、迅速ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図６０】異なる小細孔ゼオライト触媒の、迅速ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏｐｐｍを示す。
【図６１】異なる小細孔ゼオライト触媒の、低速ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図６２】異なる小細孔ゼオライト触媒の、低速ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏｐｐｍを示す。
【図６３】異なる中／大細孔ゼオライト触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図６４】異なる中／大細孔ゼオライト触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏｐｐｍを示す。
【図６５】ＳＡＲ値が異なる触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮＯｘ変換率を示す。
【図６６】ＳＡＲ値が異なる触媒の、標準的ＳＣＲ条件下でのＮ２Ｏ選択性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の組成物、方法、及びシステムは、排気ガスを処理するための触媒に関する。本発明の態様の触媒組成物はモレキュラーシーブを含み、当該モレキュラーシーブは交換による銅及び交換によるマンガンを含む。本明細書で説明するように、本発明の態様の触媒組成物は、ＮＨ３とＮＯｘとの反応を促進して、窒素及び水を生成すること、すなわち、Ｎ２Ｏ生成が少ない選択的触媒還元（ＳＣＲ）を促進することが見出された。このような触媒組成物は、例えば、ディーゼルエンジンをはじめとする内燃機関からの排気ガスを処理するのに有用なものであり得る。
【００１５】
触媒組成物
本発明の触媒組成物は、交換による銅及び交換によるマンガンを有するモレキュラーシーブを含む。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、いずれの追加の遷移金属も含まない、又は本質的に含まない。例えば、いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの重量に基づいて約１重量％未満、約０．７重量％未満、約０．５重量％未満、約０．３重量％未満、約０．１重量％未満、約０．０７重量％未満、約０．０５重量％未満、又は約０．０１重量％未満の量で追加の（すなわち、交換による銅及び交換によるマンガンに加えて更に）遷移金属を含有する。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、２つの遷移金属を含むので、二元金属として記載することができる。
【００１６】
モレキュラーシーブ
本発明の態様の触媒組成物は、モレキュラーシーブを含む。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩骨格（例えば、ゼオライト）又はシリコアルミノリン酸塩骨格（例えば、ＳＡＰＯ）を有するモレキュラーシーブを含む、又はそれから本質的になる。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩骨格（例えば、ゼオライト）を有するモレキュラーシーブを含む、又はそれから本質的になる。いくつかの態様では、好ましいゼオライトは、合成ゼオライトである。
【００１７】
モレキュラーシーブがアルミノケイ酸塩骨格を有する（例えば、モレキュラーシーブがゼオライトである）場合、典型的には、モレキュラーシーブは、５〜２００（例えば１０〜２００）、１０〜１００（例えば１０〜３０又は２０〜８０）、１０〜５０、１０〜３０、１２〜４０、１５〜３０、５〜２０、５〜１５、８〜１５、８〜１３、１０〜１５、１０〜２０、１０〜４０、１０〜６０、１０〜８０、１０〜１００、１０〜１５０、３０未満、２０未満、１５未満、又は１３未満の、シリカとアルミナとのモル比（ＳＡＲ）を有する。いくつかの態様では、好適なモレキュラーシーブは、２００超、６００超、又は１２００超のＳＡＲを有する。いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、約１５００〜約２１００のＳＡＲを有する。
【００１８】
典型的には、モレキュラーシーブは、微孔性である。微孔性のモレキュラーシーブは、２ｎｍ未満の直径の細孔を有する（例えば、「微孔性」のＩＵＰＡＣ定義に従う［Ｐｕｒｅ＆Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，６６（８），（１９９４），１７３９−１７５８）を参照されたい］）。
【００１９】
モレキュラーシーブは、小細孔モレキュラーシーブ（例えば、８個の四面体原子による最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）、中細孔モレキュラーシーブ（例えば、１０個の四面体原子による最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）又は大細孔モレキュラーシーブ（例えば、１２個の四面体原子による最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）、又はこれらの２つ以上の組み合わせであってもよい。
【００２０】
いくつかの態様では、モレキュラーシーブは、メソ多孔性であってもよい。メソ多孔性モレキュラーシーブは、２〜５０ｎｍの直径を有する細孔を有する（例えば、「ミクロ多孔性」のＩＵＰＡＣ定義に従う）。
【００２１】
モレキュラーシーブが小細孔モレキュラーシーブである場合、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＬＴＡ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＦＷ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ及びＺＯＮ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくは組み合わせ及びに／若しくはインターグロースからなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ）によって表される骨格構造を有することができる。いくつかの態様では、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＬＴＡ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ及びＩＴＥからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。いくつかの態様では、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ、ＡＥＩ、及びＡＦＸからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。いくつかの態様では、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ及びＡＥＩからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。小細孔モレキュラーシーブは、ＦＴＣのＣＨＡによって表される骨格構造を有することができる。小細孔モレキュラーシーブは、ＦＴＣのＡＥＩによって表される骨格構造を有することができる。
【００２２】
モレキュラーシーブが中細孔モレキュラーシーブである場合、中細孔モレキュラーシーブは、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及びＷＥＮ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくはインターグロースからなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ）によって表される骨格構造を有することができる。いくつかの態様では、中細孔モレキュラーシーブは、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、及びＳＴＴからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。いくつかの態様では、中細孔モレキュラーシーブは、ＦＥＲ及びＭＦＩからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有し、特にＭＦＩを有する。中細孔モレキュラーシーブがゼオライトであり、ＦＴＣのＦＥＲ又はＭＦＩによって表される骨格を有する場合、ゼオライトはフェリエライト、シリカライト、又はＺＳＭ−５であってもよい。
【００２３】
モレキュラーシーブが大細孔モレキュラーシーブである場合、大細孔モレキュラーシーブは、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及びＶＥＴ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくはインターグロースからなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ）によって表される骨格構造を有することができる。いくつかの態様では、大細孔モレキュラーシーブは、ＡＦＩ、ＢＥＡ、ＭＡＺ、ＭＯＲ、及びＯＦＦからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。いくつかの態様では、大細孔モレキュラーシーブは、ＢＥＡ、ＭＯＲ、及びＦＡＵからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。大細孔モレキュラーシーブがゼオライトであり、ＦＴＣのＢＥＡ、ＦＡＵ又はＭＯＲによって表される骨格を有する場合、ゼオライトは、βゼオライト、フォージャサイト、ゼオライトＹ、ゼオライトＸ、又はモルデナイトであってもよい。
【００２４】
いくつかの態様では、好適なモレキュラーシーブは、小細孔骨格と大細孔骨格との組み合わせを含む。いくつかの態様では、好適なモレキュラーシーブは、ＺＳＭ−３４（ＥＲＩ＋ＯＦＦ）を含む。
【００２５】
遷移金属
いくつかの態様では、触媒組成物は、銅、マンガン、及び任意に、交換による第４周期の遷移金属及び／又は貴金属などの１つ以上の他の金属による、モレキュラーシーブを含む。概して、好適な他の金属は、コバルト、鉄、ニッケル、バナジウム、パラジウム、白金、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択されてもよい。いくつかの態様では、２つ以上の交換による遷移金属は、銅及びマンガンを含む。いくつかの態様では、交換による遷移金属は、銅及びマンガンから本質的になる。いくつかの態様では、交換による遷移金属は、銅及びマンガンからなる。いくつかの態様では、他の金属は、鉄を含まない。いくつかの態様では、他の金属は、バナジウムを含まない。いくつかの態様では、他の金属は、ルテニウムを含まない。いくつかの態様では、他の金属は、ニッケルを含まない。
【００２６】
遷移金属は、モレキュラーシーブの外部表面上の骨格外部位に存在してもよく、又はモレキュラーシーブのチャネル、空洞、若しくはケージ内に存在してもよい。
【００２７】
いくつかの態様では、遷移金属交換モレキュラーシーブは、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．１０〜約１０重量％の量で、又は遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．２〜約５重量％の量で、遷移金属を含む。
【００２８】
Ｃｕ／Ｍｎの量
いくつかの態様では、本発明の遷移金属交換モレキュラーシーブは、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．１０〜約１０重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．１〜約７重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．２〜約７重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．２〜約５重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．５〜約６重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約１〜約７重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約１〜約５重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約２〜約５重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約１．５〜約３重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約１．５〜４重量％、又は遷移金属交換モレキュラーシーブの約２〜約４重量％の合計量で、交換による銅及び交換によるマンガンを含む。
【００２９】
いくつかの態様では、本発明の遷移金属交換モレキュラーシーブは、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．０５〜約７重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．５〜約５重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．０５〜約５重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．１〜約４重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．１〜約３重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．２〜約３重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．５〜約２．５重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約１〜約４重量％、又は遷移金属交換モレキュラーシーブの約１〜約２重量％の量で、交換による銅を含む。
【００３０】
いくつかの態様では、本発明の遷移金属交換モレキュラーシーブは、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．０５〜約７重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．０５〜約５重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．１〜約５重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．１〜約４重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．１〜約３重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．２〜約３重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの約０．５〜約２．５重量％、又は遷移金属交換モレキュラーシーブの約１〜約２重量％の量で、交換によるマンガンを含む。
【００３１】
Ｃｕ／Ｍｎの比
いくつかの態様では、本発明の遷移金属交換モレキュラーシーブは、交換による銅と交換によるマンガンとを、約１：１の重量比で含む。いくつかの態様では、本発明の遷移金属交換モレキュラーシーブは、約０．１〜約５０、約０．２〜約１５、又は約０．３３〜約３の重量比で、交換による銅と交換によるマンガンとを含む。いくつかの態様では、上述の銅とマンガンとの比を利用することに加えて、金属イオンと交換部位との比の観点から、モレキュラーシーブの交換容量を、１未満、０．７５未満、又は０．５未満にする必要がある。いくつかの態様では、遷移金属交換モレキュラーシーブは、１未満、０．７５未満、又は０．５未満の、遷移金属とアルミニウムとの比を有する。
【００３２】
本発明の触媒は、例えば、１ポット、予固定、及び噴霧乾燥をはじめとする、当該技術分野において公知の任意の好適な手段によって調製することができる。
【００３３】
基材
本発明の触媒物品は、基材及び触媒組成物を含んでもよい。基材は、フロースルー基材であってもフィルタ基材であってもよい。基材は触媒組成物を含んでもよく（すなわち、触媒物品は押出によって得られる）、又は、触媒組成物が基材上に配置又は担持されてもよい（すなわち、触媒組成物は、ウォッシュコーティング法によって基材上に適用される）。触媒組成物は、所望に応じて、基材を完全に又は部分的にコーティングしてもよい。いくつかの態様では、触媒物品は、１つ以上の追加の触媒でコーティングされたＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブ押出物品を含む。いくつかの態様では、押出触媒は、１つ以上の追加のＳＣＲ触媒でコーティングされ、かかるＳＣＲ触媒は、例えば、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでもよい。
【００３４】
いくつかの態様では、触媒物品は、触媒組成物を、約０．５〜約４．０ｇ／ｉｎ３、約１．０〜約３．０ｇ／ｉｎ３、又は約１．２〜約２．５ｇ／ｉｎ３の総濃度で含んでもよい。
【００３５】
触媒物品がフィルタ基材を有する場合、かかる触媒物品は、選択的触媒還元フィルタ触媒である。選択的触媒還元フィルタは、フィルタ基材及び触媒組成物を含む。本出願にわたり、ＳＣＲ触媒の使用への言及は、該当する場合、選択的触媒還元フィルタ触媒の使用も含むと理解される。
【００３６】
フロースルー基材又はフィルタ基材は、触媒／吸着剤成分を含有することが可能な基材である。基材は、好ましくはセラミック基材又は金属基材である。セラミック基材は、任意の好適な耐火性材料、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、マグネシア、ゼオライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸塩、メタロアルミノケイ酸塩（コーディエライト及びスポジュメン（spudomene）など）、又はこれらの任意の２つ以上の混合物若しくは混合酸化物を含んでもよい。コーディエライト、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。
【００３７】
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、並びにその他の微量金属に加えて鉄、ニッケル、クロム、及び／又はアルミニウムを含有するフェライト合金で作製されていてもよい。
【００３８】
フロースルー基材は、好ましくは、基材を通って軸方向に連続しており、かつ基材の入口又は出口から全体にわたって延びている、多くの小さな平行薄壁チャネルを有するハニカム構造を有するフロースルーモノリスである。基材のチャネル断面は、任意の形状であってもよいが、好ましくは正方形、正弦波形、三角形、矩形、六角形、台形、円形、又は楕円形である。フロースルー基材はまた、触媒を基材壁に浸透させる高多孔性のものであってもよい。
【００３９】
フィルタ基材は、好ましくはウォールフローモノリスフィルタである。ウォールフローフィルタのチャネルは、交互に遮断される。このことにより、排気ガス流が入口からチャネルに入り、その後、チャネル壁を通って流れ、出口につながる異なるチャネルからフィルタを出ることができる。したがって、排気ガス流中の微小粒子は、フィルタ内に捕捉される。
【００４０】
触媒組成物は、ウォッシュコート手順などの任意の公知の手段によって、フロースルー基材又はフィルタ基材に添加されてもよい。
【００４１】
触媒物品が選択的触媒還元フィルタである場合、フィルタ基材は、好ましくはウォールフローフィルタ基材のモノリスであってもよい。ウォールフローフィルタ基材のモノリス（例えば、ＳＣＲ−ＤＰＦ）は、典型的には、６０〜４００セル／平方インチ（ｃｐｓｉ）のセル密度を有する。ウォールフローフィルタ基材のモノリスは、１００〜３５０ｃｐｓｉ、より好ましくは２００〜３００ｃｐｓｉのセル密度を有することが好ましい。
【００４２】
ウォールフローフィルタ基材のモノリスは、０．２０〜０．５０ｍｍ、好ましくは０．２５〜０．３５ｍｍ（例えば、約０．３０ｍｍ）の壁厚（例えば、平均内部壁厚）を有することができる。
【００４３】
概ね、コーティングされていないウォールフローフィルタ基材のモノリスは、５０〜８０％、好ましくは５５〜７５％、より好ましくは６０〜７０％の多孔率を有する。
【００４４】
コーティングされていないウォールフローフィルタ基材のモノリスは、典型的には、少なくとも５μｍの平均細孔径を有する。平均細孔径は、１０〜４０μｍ、例えば１５〜３５μｍ、より好ましくは２０〜３０μｍであることが好ましい。
【００４５】
ウォールフローフィルタ基材は、対称セル設計を有しても、非対称セル設計を有してもよい。
【００４６】
選択的触媒還元フィルタの場合、概して、触媒組成物は、ウォールフローフィルタ基材のモノリスの壁内に配置されている。加えて、触媒組成物は、入口チャネルの壁上に、及び／又は出口チャネルの壁上に配置されてもよい。
【００４７】
本発明の態様の触媒組成物は、好適なモノリス基材上にコーティングされてもよい。モノリス基材上にコーティングするため又は押出型基材モノリスを製造するための本発明の触媒組成物を含有するウォッシュコート組成物は、アルミナ、シリカ、（非ゼオライト）シリカ−アルミナ、天然の粘土、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、及びＳｎＯ２からなる群から選択される結合剤を含んでもよい。概して、所望の充填濃度で触媒組成物を含む触媒物品は、ウォッシュコーティング、押出、又は当該技術分野において公知の他の方法によって調製することができる。
【００４８】
方法及びシステム
本発明の方法は、窒素酸化物を含有する排気ガスを、本明細書に記載の触媒組成物の存在下で、窒素性還元剤又は炭化水素還元剤などの還元剤と接触させることによって処理することに関する。これに伴い、本発明の触媒組成物は、選択的触媒還元触媒として機能することができる。
【００４９】
いくつかの態様では、窒素酸化物は、還元剤により、少なくとも１００℃の温度で還元される。いくつかの態様では、本明細書に記載の触媒は、９００℃超の温度で水熱安定性であることに加えて、窒素酸化物を還元剤によって広い温度範囲（例えば約１５０℃〜７５０℃）で還元するのに効果的である。水熱安定性は、重負荷及び軽負荷ディーゼルエンジンからの排気ガス、特に、（任意に触媒による）ディーゼル微粒子フィルタを含む排気システムを含むエンジンからの排気ガスを処理するのに特に有用な場合があり、フィルタは、例えば、フィルタの上流の排気システムに炭化水素を噴射することにより活性に再生され、本発明に使用するためのゼオライト触媒はフィルタの下流に位置している。
【００５０】
特定の態様では、本明細書に記載の触媒は、窒素酸化物を還元剤により１７５〜５５０℃の温度範囲で還元するのに効果的である。別の態様では、温度範囲は、１７５〜４００℃である。いくつかの態様では、温度範囲は、２７５〜５００℃、又は２５０〜５５０℃である。Ｎ２Ｏがガス流中に存在する場合、温度範囲はより広くてもよく、例えば、１５０〜６５０℃、１７５〜６２５℃、２００〜６００℃、又は２２５〜５７５℃であってもよい。
【００５１】
いくつかの態様では、窒素酸化物の還元は、酸素の存在下で行われる。いくつかの態様では、窒素酸化物の還元は、酸素の非存在下で行われる。
【００５２】
窒素性還元剤がアンモニア自体であってもよく、又は、窒素性還元剤の供給源は、ヒドラジン又は任意の好適なアンモニア前駆体、例えば、尿素（（ＮＨ２）２ＣＯ）、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、若しくはギ酸アンモニウムであってもよい。還元剤は、リザーバ又はタンクなどの外部供給源から排気ガス流中に噴射することができ、窒素吸蔵触媒又はＮＯｘ吸着触媒、それに両方の組み合わせによってｉｎ  ｓｉｔｕで供給することができる。還元剤は、ＳＣＲ触媒の上流の排気ガス中に導入する必要がある。
【００５３】
方法は、燃焼プロセス、例えば、内燃機関（移動体又は定置のいずれでも）、ガスタービン、及び石炭又は石油を燃料とした動力プラントに由来するガスに対して行うことができる。また、方法を使用して、精錬所のヒーター及びボイラーによる精錬、かまど、化学加工産業、コークス炉、一般廃棄物プラント、及び焼却炉、コーヒー焙煎工場などの産業プロセスからのガスを処理することができる。
【００５４】
特定の態様では、方法は、車両のリーンバーン内燃機関、例えば、ディーゼルエンジン、リーンバーンガソリンエンジン、又は液体石油ガス若しくは天然ガスによって動力を得るエンジンからの、排気ガスを処理するために使用される。
【００５５】
いくつかの態様では、本発明は、車両用リーンバーン内燃機関の排気システムであって、流動する排気ガスを運ぶための導管と、窒素性還元剤の供給源と、排気ガスの流路内に配置された交換による銅及び交換によるマンガンを含む触媒組成物と、触媒組成物の上流の流動する排気ガス中に窒素性還元剤を計量するための手段と、を含む、排気システムを提供する。
【００５６】
システムは、使用時に計量手段を制御するための手段を含んでもよく、それにより、触媒組成物によって、所望の効率以上で、例えば１００℃超、１５０℃超、又は１７５℃超の温度で、触媒によるＮＯｘ還元が可能であると判定したときのみ、流動する排気ガス中に窒素性還元剤が計量される。制御手段による判定は、排気ガス温度、触媒床温度、促進剤位置、システムにおける排気ガスの質量流量、マニホールド真空、点火タイミング、エンジン速度、排気ガスのラムダ値、エンジンに噴射される燃料量、排気ガス再循環（ＥＧＲ）弁の位置、ひいてはＥＧＲ及びブースト圧力の大きさからなる群から選択されるエンジンの状態を示す、１つ以上の好適なセンサ入力によって支援することができる。
【００５７】
いくつかの態様では、計量は、直接的（好適なセンサを使用して）、又は間接的のいずれかで測定される排気ガス中の窒素酸化物の量に応じて制御される。間接的判定は、例えば、排気ガスの予測ＮＯｘ含有量によりエンジンの状態を示す上述の入力のうちのいずれか１つ以上を相関させる制御手段に記憶された事前相関ルックアップテーブル又はマップを使用する。
【００５８】
制御手段は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）などの予めプログラムされたプロセッサを備えることができる。
【００５９】
窒素性還元剤の計量については、１：１のＮＨ３／ＮＯ及び４：３のＮＨ３／ＮＯ２で計算されてＳＣＲ触媒に入る排気ガス中に、理論上のアンモニアの６０％〜２００％が存在するように調整することができる。
【００６０】
いくつかの態様では、窒素性還元剤を排気ガス中に計量する箇所の上流に、排気ガス中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化するための酸化触媒を位置させることができる。いくつかの態様では、酸化触媒は、例えば、酸化触媒入口において、２００℃〜４５０℃、又は２５０℃〜４５０℃の排気ガス温度で、約４：１〜約１：３のＮＯとＮＯ２との体積比を有してＳＣＲ触媒組成物に入るガス流を生成するように、適合される。この考えは、Ｓ．Ｋａｓａｏｋａ  ｅｔ  ａｌ．「Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｉｎｌｅｔ  ＮＯ／ＮＯ２  Ｍｏｌａｒ  Ｒａｔｉｏ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｘｙｇｅｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ  Ｏｘｉｄｅｓ  ｗｈｉｔｈ  Ａｍｍｏｎｉａ」，Ｎｉｐｐｏｎ  Ｋａｇａｋｕ  Ｋａｉｓｈｉ，１９７８，Ｎｏ．６，ｐｐ．８７４−８８１及び国際公開第９９／３９８０９号に開示されている。
【００６１】
酸化触媒は、フロースルーモノリス基材上にコーティングされた、白金、パラジウム、又はロジウムなどの、少なくとも１つの白金族金属（又はこれらのいくつかの組み合わせ）を含んでもよい。一態様では、少なくとも１つの白金族金属は、白金、パラジウム、又は白金及びパラジウムの両方の組み合わせである。白金族金属は、アルミナ、アルミノケイ酸塩ゼオライトなどのゼオライト、シリカ、非ゼオライトシリカアルミナ、セリア、ジルコニア、チタニア、又はセリア及びジルコニアの両方を含有する混合若しくは複合酸化物などの高表面積ウォッシュコート成分上に担持することができる。
【００６２】
いくつかの態様では、好適なフィルタ基材は、酸化触媒とゼオライト触媒との間に位置する。フィルタ基材は、上述したもののいずれか、例えばウォールフローフィルタから選択されてもよい。フィルタが、例えば、上述の種類の酸化触媒を触媒とする場合、好ましくは、窒素性還元剤の計量箇所は、フィルタとゼオライト触媒との間に位置する。あるいは、フィルタが触媒化されていない場合、窒素性還元剤を計量する手段は、酸化触媒とフィルタとの間に位置させることができ、この配置は国際公開第９９／３９８０９号に開示されていると理解される。
【００６３】
いくつかの態様では、本発明に使用するための触媒組成物は、酸化触媒の下流に位置するフィルタ上にコーティングされる。フィルタが、本発明に使用するための触媒組成物を含む場合、窒素性還元剤を計量する箇所は、好ましくは酸化触媒とフィルタとの間に位置する。
【００６４】
いくつかの態様では、システム構成は、ＮＯｘ吸着触媒、続いて選択的触媒還元フィルタを含むものであり、選択的触媒還元フィルタは、例えば、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでもよい。いくつかの態様では、システム構成は、第１のＳＣＲ、続いて第２のＳＣＲを含む。いくつかの態様では、システム構成は、選択的触媒還元フィルタ、続いてＳＣＲを含む。いくつかの態様では、触媒構成は、ＳＣＲ、続いてアンモニア酸化触媒を含む。好適な場合、このような触媒は、同じ基材上の異なるコーティングとして含まれてもよい。いくつかの態様では、ＳＣＲ触媒は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでもよい。
【００６５】
いくつかの態様では、本発明による排気システムを備える、車両用リーンバーンエンジンが提供される。
【００６６】
いくつかの態様では、車両リーンバーン内燃機関は、ディーゼルエンジン、リーンバーンガソリンエンジン、又は液体石油ガス若しくは天然ガスによって動力を得るエンジンであってもよい。
【００６７】
ゾーニング及び構成
いくつかの態様では、交換による銅及び交換によるマンガンを有するモレキュラーシーブ（Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブ）を含む触媒組成物は、１つ以上の追加の触媒組成物と組み合わせることができる。このような組み合わせは、１つ又は複数の基材上のゾーニングした構成及び／又は層状構成を伴ってもよい。
【００６８】
いくつかの態様では、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブは、ＳＣＲ触媒及び／又はアンモニア酸化触媒などの酸化触媒として配合された、追加の触媒組成物と組み合わせることができる。いくつかの態様では、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブは、１つ以上の追加のＳＣＲ触媒と組み合わせることができる。いくつかの態様では、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブ及び追加のＳＣＲ触媒は、同じ基材上に位置することができる。いくつかの態様では、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブ及び追加のＳＣＲ触媒は、異なる基材上に位置することができる。いくつかの態様では、触媒構成は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブとともに、同じ基材上に１つ以上の追加のＳＣＲ触媒と、別個の基材上に１つ以上の追加のＳＣＲ触媒とを含んでもよい。
【００６９】
いくつかの態様では、触媒構成は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブと、下流に位置しているＳＣＲ触媒などの追加の触媒組成物とを含んでもよい。本明細書で使用するとき、上流及び下流という用語は、排気ガスの流れと関連させて、複数の触媒の互いに対する位置を示すものと理解される。同様に、入口端及び出口端は、触媒基材の端部を排気ガスの流れに対し示すものと理解される。いくつかの態様では、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブが第１のゾーン内に存在し、ＳＣＲ触媒などの追加の触媒組成物が第２のゾーン内に位置し、第１のゾーンは第２のゾーンの上流にある。いくつかの態様では、第１のゾーン及び第２のゾーンは、同じ基材上に位置している。いくつかの態様では、第１のゾーン及び第２のゾーンは、別個の基材上に位置している。
【００７０】
いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流ゾーンにはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、別個の基材上の第２のゾーンの下流にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒が位置してもよい。例えば、図１は、上流基材上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、別個の下流基材上にはＣｕモレキュラーシーブを有している、触媒構成を示す。
【００７１】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の上流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、同じ基材の下流部分上にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒が位置するものであってもよい。いくつかの態様では、基材の上流部分及び下流部分上に位置するこれらの触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。例えば、図２は、基材の上流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、同じ基材の下流部分上にはＣｕモレキュラーシーブを有している、触媒構成を示す。図２に示すように、上流及び下流触媒組成物は部分的に重なり合っており、Ｃｕモレキュラーシーブは、基材の下流端から基材の長さの１００％未満を覆って適用され、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブは、基材の上流端から基材の長さの１００％未満を覆って適用された。
【００７２】
いくつかの態様では、触媒構成は、上流に位置するＳＣＲ触媒などの追加の触媒と、下流に位置している別個の基材上のＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブとを含んでもよい。いくつかの態様では、触媒構成は、上流の追加の触媒と下流のＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブとの間に位置する更なる触媒を含んでもよい。例えば、図３ａは、上流基材上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、別個の下流基材上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有している、触媒構成を示す。図３ｂは、上流基材上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、別個の下流基材上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、これらの２つの間には追加の触媒が位置している、触媒構成を示す。
【００７３】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の上流部分上にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒を含み、同じ基材の下流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブが位置しているものであってもよい。いくつかの態様では、基材の上流部分及び下流部分上に位置するこれらの触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。例えば、図４は、基材の上流部分上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、同じ基材の下流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有している、触媒構成を示す。図４に示すように、上流及び下流触媒組成物は部分的に重なり合っており、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブは基材の下流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆い、Ｆｅモレキュラーシーブは基材の上流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆っていた。
【００７４】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の上流部分上にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有しており、同じ基材の下流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブが位置している、第１の基材と、続いてＳＣＲ触媒などの更なる触媒を有している第２の基材と、を含む。いくつかの態様では、第１の基材の上流部分及び下流部分上に位置するこれらの触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。例えば、図５ａは、基材の上流部分上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、同じ基材の下流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有している、第１の基材と、続いて第１の基材の下流に位置しており、Ｃｕモレキュラーシーブを有する、別個の基材と、を有する触媒構成を示す。図５に示すように、第１の基材上の上流及び下流触媒組成物は部分的に重なり合っており、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブは、基材の下流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆い、Ｆｅモレキュラーシーブは、基材の上流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆っていた。図５ｂは、第１の基材と下流基材との間に位置する追加の触媒を含んでいる他は図５ａと同じである構成を示す。
【００７５】
いくつかの態様では、触媒構成は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有する第１の基材と、続いてＳＣＲ触媒などの１つ以上の追加の触媒を有する第２の基材とを含んでいる。いくつかの態様では、第２の基材は、第２の基材の上流部分上に位置する上流触媒と、第２の基材の下流部分上に位置する下流触媒と、を含んでいる。いくつかの態様では、第２の基材の上流部分及び下流部分上に位置するこれらの触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。図６ａは、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属基材を有する第１の上流基材と、これに続いて基材の上流部分上にＦｅモレキュラーシーブを有しており、かつ下流部分上にＣｕモレキュラーシーブを有している、第２の基材と、を有する、触媒構成を示す。図６に示すように、第２の基材上の上流及び下流触媒組成物は部分的に重なり合っており、Ｃｕモレキュラーシーブは、基材の下流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆い、Ｆｅモレキュラーシーブは、基材の上流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆っていた。図６ｂは、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属基材を有する第１の上流基材と、基材の上流部分上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、かつ下流部分上にはＣｕモレキュラーシーブを有している、別個の下流基材と、を有しており、第１の基材と下流基材との間には追加の触媒が位置する、触媒構成を示す。
【００７６】
いくつかの態様では、前述の触媒構成のいずれかは、当該構成における１つ以上の基材上に、基材の出口端から入口端に向かって基材の全長未満を覆う下層において適用された白金族金属（「ＰＧＭ触媒」）を含む、触媒組成物を更に含んでもよい。白金族金属を含む触媒組成物は、例えば、Ｐｔアルミナ、又はＰｔゼオライト＋Ｃｕゼオライトのブレンドを含んでもよい。
【００７７】
例えば、いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流ゾーンにはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、下流の別個の基材上の第２のゾーンにはＳＣＲ触媒などの追加の触媒が位置してもよく、別個の基材は、基材の出口端から基材の入口端に向かう下層において適用された白金族金属を含んでいる。例えば、図７は、上流基材上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、別個の下流基材上にはＣｕモレキュラーシーブを有しており、当該別個の基材は、当該下流基材の出口端から入口端に向けて当該基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒を含んでいる、触媒構成を示す。
【００７８】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の上流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでおり、同じ基材の下流部分上にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒が位置しており、かつ基材の出口端から基材の入口端に向かって基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒を含んでいるものであってもよい。いくつかの態様では、基材の上流部分及び下流部分上に位置するこれらの触媒組成物は、部分的に重なり合ってもよい。例えば、図８は、基材の上流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、同じ基材の下流部分上にはＣｕモレキュラーシーブを有しており、かつ基材の出口端から基材の入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒を有している、触媒構成を示す。図８に示すように、上流及び下流触媒組成物は部分的に重なり合っており、Ｃｕモレキュラーシーブは基材の下流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆い、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブは基材の上流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆っていた。
【００７９】
いくつかの態様では、触媒構成は、上流に位置するＳＣＲ触媒などの追加の触媒と、下流の別個の基材上に位置しているＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブと、を含み、いずれかの又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されているものであってもよい。いくつかの態様では、触媒構成は、上流の追加の触媒と下流のＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブとの間に位置する更なる触媒を含んでもよい。例えば、図９ａは、上流基材上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、かつ別個の下流基材上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、下流基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されている、触媒構成を示す。図９ｂは、上流基材上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、かつ別個の下流基材上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、これらの２つの間には追加の触媒が位置しており、上流基材の出口端から基材の入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されており、下流基材の出口端から基材の入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されている、触媒構成を示す。
【００８０】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の上流部分上にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒を含み、同じ基材の下流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブが位置しており、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されるものであってもよい。いくつかの態様では、基材の上流部分及び下流部分上に位置するこれらの触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。例えば、図１０は、基材の上流部分上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、同じ基材の下流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されている、触媒構成を示す。図１０に示すように、上流及び下流触媒組成物は部分的に重なり合っており、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブは、基材の下流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆い、Ｆｅモレキュラーシーブは、基材の上流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆っていた。
【００８１】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の上流部分上にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有しており、同じ基材の下流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブが位置している、第１の基材と、続いてＳＣＲ触媒などの更なる触媒を有している第２の機材とを含み、いずれかの又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層にはＰＧＭ触媒が適用されているものである。いくつかの態様では、第１の基材の上流部分及び下流部分上に位置するこれらの触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。例えば、図１１ａは、基材の上流部分上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、同じ基材の下流部分上にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有している第１の基材と、Ｃｕモレキュラーシーブを有しており、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒を含む、別個の基材と、を有しており、当該別個の基材は第１の基材から下流に位置している、触媒構成を示す。図１１に示すように、第１の基材上の上流及び下流触媒組成物は部分的に重なり合っており、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブは、基材の下流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆い、Ｆｅモレキュラーシーブは、基材の上流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆っていた。図１１ｂは、第１の基材と下流基材との間に位置する追加の触媒を含み、かつ上流基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒も含む他は図１１ａと同じである、構成を示す。
【００８２】
いくつかの態様では、触媒構成は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有する第１の基材、続いてＳＣＲ触媒などの１つ以上の追加の触媒を有する第２の基材を含んでいる。いくつかの態様では、第２の基材は、第２の基材の上流部分上に位置する上流触媒と、第２の基材の下流部分上に位置する下流触媒と、を含み、いずれかの又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されている。いくつかの態様では、第２の基材の上流部分及び下流部分上に位置するこれらの触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。図１２ａは、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属基材を有する第１の上流基材と、続いて第２の基材とを有しており、第２の基材の上流部分上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、かつ第２の基材の下流部分上にはＣｕモレキュラーシーブを有しており、第２の基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されている、触媒構成を示す。図１２に示すように、第２の基材の上流及び下流触媒組成物は部分的に重なり合っており、Ｃｕモレキュラーシーブは、基材の下流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆い、Ｆｅモレキュラーシーブは、基材の上流端から適用され基材の長さの１００％未満を覆っていた。図１２ｂは、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属基材を有する第１の上流基材と、基材の上流部分上にはＦｅモレキュラーシーブを有しており、その基材の下流部分上にはＣｕモレキュラーシーブを有している、別個の下流基材と、を有しており、上流基材及び下流基材の各々の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層においてＰＧＭ触媒が適用されており、第１の基材と下流の基材との間に追加の触媒が位置している、触媒構成を示す。
【００８３】
いくつかの態様では、触媒構成は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブが上層にあり、ＳＣＲ触媒などの追加の触媒が下層にある、層状構成を含む。いくつかの態様では、上層及び下層の両方が、基材の全長に延びている。例えば、図１３は、基材の全長に延びる上層にＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有し、基材の全長に延びる下層にＣｕモレキュラーシーブを有する触媒構成を示す。
【００８４】
いくつかの態様では、触媒構成は、ＳＣＲ触媒などの触媒を含む上層と、上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む下層と、を有する、層状構成を含む。例えば、図１４は、Ｆｅモレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでおり、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＣｕモレキュラーシーブも含んでいる、下層と、を有する、触媒構成を示す。図１４に示すように、下層の上流及び下流触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００８５】
いくつかの態様では、触媒構成は、ＳＣＲ触媒などの触媒を有する下層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を有しており、かつ下流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有している上層と、を含むものであってもよい。例えば、図１５は、Ｃｕモレキュラーシーブを含む下層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含んでおり、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブも含んでいる、上層と、を有する、触媒構成を示す。図１５に示すように、上層の上流及び下流触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００８６】
いくつかの態様では、触媒構成は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、上流部分にＳＣＲ触媒などの触媒を含んでおり、下流部分にＳＣＲ触媒などの別の触媒を含んでいる下層と、を含む、層状構成を含む。例えば、図１６は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にＦｅモレキュラーシーブを含んでおり、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＣｕモレキュラーシーブも含んでいる下層と、を有する、触媒構成を示す。図１６に示すように、下層の上流及び下流触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００８７】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の全長を覆い、また、ＰＧＭ触媒を覆うＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する次の層とを含み、上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む、層状構成を含む。例えば、図１７は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒をと、基材の全長に延びＰＧＭ触媒を覆っているＣｕモレキュラーシーブと、基材の全長に延びＣｕモレキュラーシーブを覆う上層に含まれるＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブと、を有する、触媒構成を示している。
【００８８】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されているＰＧＭ触媒と、上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでおり、下流部分にはＰＧＭ触媒を覆っているＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む層と、ＳＣＲ触媒などの触媒を含んでいる上層と、を有する、層状構成を含む。例えば、図１８は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の入口端から出口端に向けて延び全長未満を覆う上流部分にＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ基材の出口端から入口端に向かって延びてＰＧＭ触媒を覆いかつ基材の全長未満を覆う部分にＣｕモレキュラーシーブも含む、次の層と、Ｆｅモレキュラーシーブを含んでいる上層と、を有する、触媒構成を示す。図１８に示すように、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブ及びＣｕモレキュラーシーブ触媒は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００８９】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う、下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＳＣＲ触媒などの触媒を有しており基材の全長に延びてＰＧＭ触媒を覆っている次の層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を有しており、下流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有している上層と、を含むものであってもよい。例えば、図１９は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う、下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の全長に延びてＰＧＭ触媒を覆っており、Ｃｕモレキュラーシーブを含む、次の層と、基材の入口端から出口端に向かって延びて全長未満を覆っている上流部分にＦｅモレキュラーシーブを含み、かつ、基材の出口端から入口端に向かって延びて基材の全長未満を覆っている基材の下流部分にＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブも含む、上層と、を有する、触媒構成を示す。図１９に示すように、上層の上流及び下流触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００９０】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を含んでおり、かつ下流部分ではＳＣＲ触媒などの別の触媒を含んでＰＧＭ触媒を覆っている層と、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでいる上層と、を有する層状構成を含む。例えば、図２０は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の入口端から出口端に向かって延びて全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含んでおり、基材の出口端から入口端に向かって延びてＰＧＭ触媒を覆いかつ基材の全長未満を覆う部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、次の層と、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み基材の全長に延びている上層と、を有する、触媒構成を示す。図２０に示すように、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブ及びＣｕモレキュラーシーブ触媒は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００９１】
いくつかの態様では、触媒構成は、入口端から基材の出口端に向かって延び基材の全長未満を覆う上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、かつ下層にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する、層状構成を含む。いくつかの態様では、上層及び下層の両方が、基材の全長に延びている。例えば、図２１は、基材の入口端から出口端に向かって延びて基材の全長未満を覆う上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有し、かつ基材の全長に延びる下層にはＣｕモレキュラーシーブを有する、触媒構成を示す。
【００９２】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の入口端から出口端に向かって延びて全長未満を覆っており、ＳＣＲ触媒などの触媒を含む、上層と、上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでおり、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含んでいる、下層と、を有する、層状構成を含む。例えば、図２２は、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っており、Ｆｅモレキュラーシーブを含む、上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含んでおり、かつ基材の出口端から入口端に向かって延びており基材の全長未満を覆うＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、触媒構成を示す。図２２に示すように、下層の上流及び下流触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００９３】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の入口端から出口端に向かって延び、基材の全長未満を覆っているＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む、上層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を含んでおり、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含んでいる、下層と、を有する、層状構成を含む。例えば、図２３は、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っており、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む、上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にＦｅモレキュラーシーブを含んでおり、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆っているＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、触媒構成を示している。図２３に示すように、下層の上流及び下流触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００９４】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の全長を覆いかつＰＧＭ触媒を覆っているＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有している次の層と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている上層に含まれるＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブと、を有する、層状構成を含む。例えば、図２４は、基材の出口端から入口端に向かって延び、基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の全長に延びておりＰＧＭ触媒を覆っているＣｕモレキュラーシーブと、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている上層に含まれるＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブと、を有する、触媒構成を示す。
【００９５】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ下流部分ではＳＣＲ触媒などの別の触媒を含んでＰＧＭ触媒を覆っている層と、入口端から基材の出口端に向かって延び、基材の全長未満を覆っているＳＣＲ触媒などの触媒を含む上層と、を有する、層状構成を含む。例えば、図２５は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆っている上流部分にＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延びてＰＧＭ触媒を覆いかつ基材の全長未満を覆う部分にＣｕモレキュラーシーブを含む、次の層と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている、Ｆｅモレキュラーシーブを含む上層と、を有する、触媒構成を示している。図２５に示すように、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブ及びＣｕモレキュラーシーブ触媒は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００９６】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を含み、下流部分ではＳＣＲ触媒などの別の触媒を含んでＰＧＭ触媒を覆っている層と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む、上層と、を有する、層状構成を含む。例えば、図２６は、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆っている上流部分にＦｅモレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延びてＰＧＭ触媒を覆っておりかつ基材の全長未満を覆う部分にＣｕモレキュラーシーブも含む、次の層と、基材の入口端から出口端に向かって延びて基材の全長未満を覆っており、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む、上層と、を有する、触媒構成を示す。図２６に示すように、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブ及びＣｕモレキュラーシーブ触媒は、部分的に重なり合っていてもよい。
【００９７】
いくつかの態様では、触媒構成は、上層にＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有し、下層にＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する、第１の上流基材と、ＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する別個の下流基材と、を有する、層状構成及び複数の基材を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図２７ａは、基材の全長に延びる上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有し、基材の全長に延びる下層にはＣｕモレキュラーシーブを有する、第１の上流基材と、Ｃｕモレキュラーシーブを含む下流基材と、を有する、触媒構成を示す。図２７ｂは、図２７ａの第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を更に含む、触媒構成を示している。
【００９８】
いくつかの態様では、触媒構成は、ＳＣＲ触媒などの触媒を含む上層と、上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む下層と、を有する、第１の上流基材、及びＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有している別個の下流基材、を有する、層状構成及び複数の基材を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図２８ａは、Ｆｅモレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、第１の上流基材、及びＣｕモレキュラーシーブを含む下流基材、を有する、触媒構成を示す。図２８に示すように、下層の上流及び下流触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。図２８ｂは、図２８ａの第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を更に含む、触媒構成を示している。
【００９９】
いくつかの態様では、触媒構成は、ＳＣＲ触媒などの触媒を有する下層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を有しかつ下流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有する上層と、を有する、第１の上流基材、及びＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する別個の下流基材、を含んでもよい。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図２９ａは、Ｃｕモレキュラーシーブを含む下層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブも含む、上層と、を有する、第１の上流基材、及びＣｕモレキュラーシーブを含む下流基材、を有する、触媒構成を示す。図２９ｂは、図２９ａの第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を更に含む、触媒構成を示している。
【０１００】
いくつかの態様では、触媒構成は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を含み、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む、下層と、を有する、第１の上流基材、及びＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する別個の下流基材、を有する、複数の基材を有する層状構成を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３０ａは、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＦｅを含み、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、第１の上流基材、及びＣｕモレキュラーシーブを含む下流基材を有する、触媒構成を示す。図３０ｂは、図３０ａの第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を更に含む、触媒構成を示している。
【０１０１】
いくつかの態様では、触媒構成は、上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有し、下層にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する第１の上流基材と、ＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する、別個の下流基材と、を有しており、いずれか又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延びかつ基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒を更に有する、層状構成及び複数の基材を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３１ａは、基材の全長に延びる上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、基材の全長に延びる下層にはＣｕモレキュラーシーブを有する、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延びかつ基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆うＣｕモレキュラーシーブを含む上層とを含む、下流基材、を有する、触媒構成を示す。図３１ｂは、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の全長に延びかつＰＧＭ触媒を覆っているＣｕモレキュラーシーブと、基材の全長に延びかつＣｕモレキュラーシーブを覆っている上層に含まれるＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブと、を有する、触媒構成を含む、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びている下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っておりＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、並びに第１の上流基材と下流基材との間に更に含まれる追加の触媒、を示す。
【０１０２】
いくつかの態様では、触媒構成は、ＳＣＲ触媒などの触媒を含む上層と、上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む下層と、を有する第１の上流基材、並びにＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する別個の下流基材、を有しており、いずれか又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延びかつ基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒を更に有する、層状構成及び複数の基材を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３２ａは、Ｆｅモレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っているＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、を有する、触媒構成を示す。図３２ｂは、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている上流部分にＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延びてＰＧＭ触媒を覆いかつ基材の全長未満を覆う部分にＣｕモレキュラーシーブを含む、次の層と、Ｆｅモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、第１の上流基材、並びには、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆うＣｕモレキュラーシーブを含む、上層と、を含む下流基材、並びに第１の上流基材と下流基材との間に更に含まれる追加の触媒、を示す。
【０１０３】
いくつかの態様では、触媒構成は、ＳＣＲ触媒などの触媒を有する下層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を有し、かつ下流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有する上層と、を有する、第１の上流基材、並びにＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する、別個の下流基材、並びに更に、いずれか又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延びかつ基材の全長未満に延びている下層において適用されたＰＧＭ触媒、を含んでもよい。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３３ａは、Ｃｕモレキュラーシーブを含む下層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含み、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む、上層と、を有する第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びている下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っているＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、を有する、触媒構成を示す。図３３ｂは、基材の出口端から入口端に向かって延びており基材の全長未満を覆っている下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の全長に延びてＰＧＭ触媒を覆っているＣｕモレキュラーシーブを含む、次の層と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含み、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う基材の下流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブも含む、上層と、を含む、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆うＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、並びに第１の上流基材と下流基材との間に更に含まれる追加の触媒、を示す。
【０１０４】
いくつかの態様では、触媒構成は、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を含み、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びにＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有している別個の下流基材を含み、並びにいずれか又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒を更に有している、複数の基材を有する層状構成を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３４ａは、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、基材入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びている下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っているＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、を有する、触媒構成を示す。図３４ｂは、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延びてＰＧＭ触媒を覆い、かつ基材の全長未満を覆う部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む次の層と、基材の全長に延びており、Ｃｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む、上層と、を有する、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っているＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材を有しており、第１の上流基材と下流側基材との間に追加の触媒を含んでいる、触媒構成を示す。
【０１０５】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、かつ下層にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有している、第１の上流基材、並びにＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する別個の下流基材、を含む、層状構成及び複数の基材を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３５ａは、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、かつ基材の全長に延びている下層にはＣｕモレキュラーシーブを有している、第１の上流基材と、Ｃｕモレキュラーシーブを含んでいる下流基材と、を有する触媒構成を示す。図３５ｂは、図３５ａの第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を更に含む、触媒構成を示している。
【０１０６】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆う、ＳＣＲ触媒などの触媒を含む上層と、上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びにＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有している別個の下流基材を含む、層状構成及び複数の基材を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３６ａは、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆う、Ｆｅモレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びにＣｕモレキュラーシーブを含む下流基材、を有する、触媒構成を示す。図３６に示すように、下層の上流及び下流触媒組成物は、部分的に重なり合っていてもよい。図３６ｂは、図３６ａの第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を更に含む、触媒構成を示している。
【０１０７】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を含み、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びにＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する別個の下流基材、を有する、複数の基材を有する層状構成を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流側基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３７ａは、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含み、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びにＣｕモレキュラーシーブを含む下流基材、を有する、触媒構成を示す。図３７ｂは、図３７ａの第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を更に含む、触媒構成を示している。
【０１０８】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆う上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、下層にはＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有する、第１の上流基材と、ＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有している別個の下流基材と、を含み、いずれか又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒を更に有している、層状構成及び複数の基材を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３８ａは、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆う上層にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有しており、かつ基材の全長に延びる下層にはＣｕモレキュラーシーブを有している、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っておりＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、を有する、触媒構成を示す。図３８ｂは、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の全長に延びＰＧＭ触媒を覆っているＣｕモレキュラーシーブと、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っている上層に含まれるＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブと、を有する触媒構成を含む第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っているＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む下流基材、並びに第１の上流基材と下流側基材との間に更に含まれる追加の触媒、を示す。
【０１０９】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＳＣＲ触媒などの触媒を含む上層と、上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びにＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有している別個の下流基材、を有しており、いずれか又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒を更に有している、層状構成及び複数の基材を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図３９ａは、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＦｅモレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層にはＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っているＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、を有する、触媒構成を示す。図３９ｂは、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層に適用されたＰＧＭ触媒と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含み、かつ基材の出口端から入口端に向かって延びてＰＧＭ触媒を覆いかつ基材の全長未満を覆っている部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、次の層と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆ってＦｅモレキュラーシーブを含む、上層と、を含む、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っておりＣｕモレキュラーシーブを含む、上層と、を含む、下流基材、並びに第１の上流基材と下流側基材との間に更に含まれる追加の触媒、を示す。
【０１１０】
いくつかの態様では、触媒構成は、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを有する上層と、上流部分にはＳＣＲ触媒などの触媒を含み、下流部分にはＳＣＲ触媒などの別の触媒を含む、下層と、を有する第１の上流基材、並びにＳＣＲ触媒などの追加の触媒を有している別個の下流基材、を有しており、いずれか又は両方の基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒を更に有している、複数の基材を有する層状構成を含む。いくつかの態様では、触媒構成は、第１の上流基材と下流基材との間に追加の触媒を含む。例えば、図４０ａは、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む上層と、基材の入口端から出口端に向かって延び全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含み、かつ基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆うＣｕモレキュラーシーブも含む、下層と、を有する、第１の上流基材、並びに基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆っているＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、を有する、触媒構成を示す。図４０ｂは、基材の出口端から入口端に向かって延び基材の全長未満を覆う下層において適用されたＰＧＭ触媒と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆う上流部分にはＦｅモレキュラーシーブを含み、基材の出口端から入口端に向かって延びＰＧＭ触媒を覆いかつ基材の全長未満を覆う部分にはＣｕモレキュラーシーブも含む、次の層と、基材の入口端から出口端に向かって延び基材の全長未満を覆っているＣｕ／Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブを含む、上層と、を有する、第１の上流基材、並びに基材の出口端から基材の入口端に向かって延び全長未満に延びる下層において適用されたＰＧＭ触媒と、ＰＧＭ触媒及び基材の全長を覆ってＣｕモレキュラーシーブを含む上層と、を含む、下流基材、を有しており、第１の上流基材と下流側基材との間に追加の触媒を更に含んでいる、触媒構成を示す。
【０１１１】
効果
驚くべきことに、交換による銅及び交換によるマンガンを有するモレキュラーシーブを含む、本発明の態様の触媒組成物は、選択的触媒還元プロセスに明確な利点を有することが判明した。このような触媒組成物は、ＮＨ３とＮＯｘとの反応を促進して、窒素及び水を生成させること、すなわち、Ｎ２Ｏ生成が少ない選択的触媒還元（ＳＣＲ）を促進することが判明している。加えて、かかる触媒組成物は、活性化を促進すること、及びＮ２Ｏ選択性を低下させること、並びに９００℃のエージングに対し、ＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ選択性を依然として維持しながらも安定なものであることが判明している。エージングとしては、例えば、４．５％のＨ２Ｏで５時間が挙げられる。例えば、二元金属Ｃｕ／Ｍｎモレキュラーシーブは、典型的なＳＣＲ条件下で、一元金属Ｃｕモレキュラーシーブ、一元金属Ｍｎモレキュラーシーブ、及び物理的に混合されたＣｕモレキュラーシーブ／Ｍｎモレキュラーシーブと比較して同様又は改善された活性及び改善された選択性を示すことが判明している。このような比較は、同じ又は実質的に同じ総量の遷移金属を含有するモレキュラーシーブを参照するものであると理解される。このような結果により、礎的反応段階をバランスし、性能を最適化することを目的として、活性部位をバランシングする理論を裏付けることができる。
【０１１２】
以下の考察では、Ｎ２Ｏ選択性については、生成したＮ２Ｏのモル数を、変換したＮＯｘ（ＮＯｘはＮＯ及びＮＯ２と定義）のモル数で除算したものとして定義し、平均Ｎ２Ｏ選択性については、１５０℃〜５００℃の試験温度範囲にわたって平均化したＮ２Ｏ選択性として定義する。平均Ｎ２Ｏ生成については、１５０℃〜５００℃の試験温度範囲での平均Ｎ２Ｏ生成量として定義し、総ＮＯｘ変換率については、１５０℃〜５００℃の試験温度範囲での平均ＮＯｘ変換率（％）として定義する。
【０１１３】
標準的ＳＣＲ
本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブなどの一元金属モレキュラーシーブと比較したときに、顕著に少ないＮ２Ｏを生成すること、及び同様の又はより高いＮＯｘ変換率を与えることが見出された。標準的ＳＣＲ条件は、例えば、５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２を、９０Ｋ／時の空間速度で含んでもよい。
【０１１４】
いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約３３％少ないＮ２Ｏを生成し、かつ同様の総ＮＯｘ変換率を与える。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２０％〜約４５％、約２５％〜約４０％、又は約３０％〜約３５％少ないＮ２Ｏを生成する。
【０１１５】
いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｍｎ交換モレキュラーシーブと比較して約６５％少ないＮ２Ｏを生成し、かつ約４５％多く総ＮＯｘを変換する。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｍｎ交換モレキュラーシーブよりも約５０％〜約８０％、約５５％〜約７５％、又は約６０％〜約７０％少ないＮ２Ｏを生成する。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｍｎ交換モレキュラーシーブよりも約３０％〜約６０％、約３５％〜約５５％、又は約４０％〜約５０％多く総ＮＯｘを変換する。
【０１１６】
いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約４％少ないＮ２Ｏを生成し、かつ約１２％多く総ＮＯｘを変換する。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約１％〜約１５％、約１％〜約１０％、又は約２％〜約７％少ないＮ２Ｏを生成する。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブとＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物よりも約１％〜約２５％、約５％〜約２０％、又は約１０％〜約１５％多く総ＮＯｘを変換する。
【０１１７】
迅速ＳＣＲ
本発明の触媒組成物は、迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブなどの一元金属モレキュラーシーブと比較したときに、顕著に少ないＮ２Ｏを生成し、かつ同様の又はより高いＮＯｘ変換率を与えることが見出された。迅速ＳＣＲ条件は、例えば、５００ｐｐｍのＮＨ３、２５０ｐｐｍのＮＯ、２５０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２を、９０Ｋ／時の空間速度で含んでもよい。より良好なＮ２Ｏ性能を与えるがＮＯｘ変換率がわずかに低くなる、「標準」条件でのＣｕ＋Ｍｎとは異なり、ＮＯ２が存在する場合（実際の条件により近いものであり得る）でのＣｕ＋Ｍｎは、より良好なＮＯｘ変換性能、及びより良好なＮ２Ｏ性能を与える。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約４２％少ないＮ２Ｏを生成し、かつ約５％多く総ＮＯｘを変換する。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２５％〜約６０％、約３０％〜約５０％、又は約３５％〜約４５％少ないＮ２Ｏを生成する。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、迅速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約１％〜約２０％、約１％〜約１５％、又は約１％〜約１０％多く総ＮＯｘを変換する。
【０１１８】
低速ＳＣＲ
本発明の触媒組成物は、低速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブなどの一元金属モレキュラーシーブと比較したときに、顕著に少ないＮ２Ｏを生成し、かつ同様の又はより高いＮＯｘ変換率を与えることが見出された。低速ＳＣＲ条件は、例えば、５００ｐｐｍのＮＨ３、１７５ｐｐｍのＮＯ、３２５ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２を、９０Ｋ／時の空間速度で含んでもよい。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、低速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約３３％少ないＮ２Ｏを生成し、かつ同様の総ＮＯｘ変換率を与える。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、低速ＳＣＲ条件下で、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約２０％〜約４５％、約２５％〜約４０％、又は約３０％〜約３５％少ないＮ２Ｏを生成する。
【０１１９】
エージング
本発明の触媒組成物は、過酷な９００℃のエージングに対して安定であり、かつ良好なＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ選択性を依然として維持することができることが見出された。標準的ＳＣＲ条件下、９００℃での水熱エージング後に、本発明の触媒組成物は、Ｃｕ交換モレキュラーシーブなどの一元金属モレキュラーシーブと比較したとき、顕著に少ないＮ２Ｏを生成し、かつ同様のＮＯｘ変換率を与えることが見出された。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下、９００℃でのエージング後に、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約４８％少ないＮ２Ｏを生成し、かつ同様の総ＮＯｘ変換率を与える。いくつかの態様では、本発明の触媒組成物は、標準的ＳＣＲ条件下、９００℃のエージング後に、Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して約３５％〜約６５％、約４０％〜約６０％、又は約４５％〜約５５％少ないＮ２Ｏを生成する。
【実施例】
【０１２０】
実施例１．標準的ＳＣＲ
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び１．５重量％の交換によるＭｎ（１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ）
ＡＥＩゼオライト、２重量％の交換によるＣｕ及び２重量％の交換によるＭｎ（２Ｃｕ−２Ｍｎ．ＡＥＩ）
ＡＥＩゼオライト、３重量％の交換によるＣｕ（３Ｃｕ．ＡＥＩ）
【０１２１】
次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。
【０１２２】
結果を図４１及び図４２に示す。標準的ＳＣＲ条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩモレキュラーシーブ及び３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブのいずれもが、それぞれ８６％及び８８％で同様の総ＮＯｘ変換率を達成することが見出された。しかし、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ触媒は０．７％の平均Ｎ２Ｏ選択性を示したのに対し、３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは１．１％の平均Ｎ２Ｏ選択性を示した。したがって、本発明の触媒により、典型的なＣｕ交換モレキュラーシーブと比較してＮ２Ｏの顕著な減少がもたらされた。
【０１２３】
触媒についてまた、空気中、４．５％の水にて９００℃で５時間エージングした。粉末触媒のサンプルをペレット化し、次いで空気のみの中、１０℃／分の速度で２５０℃まで加熱した。次いで、サンプルを空気中、４．５％の水にて１０℃／分の速度で、９００℃まで加熱した。９００℃の温度で５時間保持した後、温度が２５０℃未満になるまで、サンプルを蒸気／空気混合物中で冷却した。次いで、サンプルを、空気のみの流れにて２５０℃から室温まで冷却した。次いで、エージング後の粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。
【０１２４】
結果を図４３及び図４４に示す。標準的ＳＣＲ条件下では、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ及び３Ｃｕ．ＡＥＩの両方が、それぞれ８２％及び８３％で同様の総ＮＯｘ変換率を達成することが見出された。しかし、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは０．８％の平均Ｎ２Ｏ選択性を示したのに対し、３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは１．６％の平均Ｎ２Ｏ選択性を示した。これらの結果は、本発明の触媒が水熱安定性であり、過酷な水熱エージング後に、一元金属モレキュラーシーブよりも顕著な効果を維持することを示している。
【０１２５】
実施例２．迅速ＳＣＲ
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び１．５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、３重量％の交換によるＣｕ、３Ｃｕ．ＡＥＩ
【０１２６】
次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、２５０ｐｐｍのＮＯ、２５０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。
【０１２７】
結果を図４５及び図４６に示す。迅速ＳＣＲ条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは、８．４ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏ生成及び８２％の総ＮＯｘ変換率を示したのに対し、３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは、１４．５の平均Ｎ２Ｏ生成及び７７％の総ＮＯｘ変換率を示すことが見出された。したがって、二元金属触媒は、一元金属Ｃｕ交換モレキュラーシーブよりも顕著に少ない平均Ｎ２Ｏ生成及びより高い総ＮＯｘ変換率を達成した。
【０１２８】
実施例３．低速ＳＣＲ
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び１．５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、３重量％の交換によるＣｕ、３Ｃｕ．ＡＥＩ
【０１２９】
次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、１７５ｐｐｍのＮＯ、３２５ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。
【０１３０】
結果を図４７及び図４８に示す。低速ＳＣＲ条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは、１４．４ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏ生成及び７６％の総ＮＯｘ変換率を示したのに対し、３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは、２１．４の平均Ｎ２Ｏ生成及び７４％の総ＮＯｘ変換率を示すことが見出された。したがって、二元金属触媒は、一元金属Ｃｕ交換モレキュラーシーブと比較して、顕著に少ない平均Ｎ２Ｏ生成及び同様の総ＮＯｘ変換率を達成した。
【０１３１】
実施例４．対照試験
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び１．５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ．ＡＥＩ
１．５重量％の交換によるＣｕを有するＡＥＩゼオライトと１．５重量％の交換によるＭｎを有するＡＥＩゼオライトとの物理的混合物、物理的混合物
【０１３２】
次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。
【０１３３】
結果を図４９及び図５０に示す。標準的ＳＣＲ条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは０．７％の平均Ｎ２Ｏ選択性及び８６％の総ＮＯｘ変換率を達成することが見出された。１．５重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは、０．６％の平均Ｎ２Ｏ選択性を達成したが、７９％の総ＮＯｘ変換率しか達成することができなかった。したがって、二元金属Ｃｕ−Ｍｎモレキュラーシーブでは、一元金属Ｃｕ交換モレキュラーシーブよりも顕著に高いＮＯｘ変換率を示した。Ｍｎ交換モレキュラーシーブでは、２．１％の平均Ｎ２Ｏ選択性及び４１％の総ＮＯｘ変換率を達成した。したがって、Ｃｕ／Ｍｎ交換触媒により、同等にＭｎ担持した一元金属モレキュラーシーブよりも選択性及び活性の顕著な向上がもたらされた。更に、１．５重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブと１．５重量％のＭｎ交換モレキュラーシーブとの物理的混合物は、０．８％の平均Ｎ２Ｏ選択性及び７４％の総ＮＯｘ変換率を示し、これによっても、本発明の触媒が、一元金属類縁体よりも顕著な選択性及び活性効果を示すことが実証された。結果は、二元金属Ｃｕ／Ｍｎ交換モレキュラーシーブを利用するときには、別個の混合型一元金属モレキュラーシーブと比較してＮＯｘ変換率が明らかに向上することを示している。
【０１３４】
実施例５．Ｍｎ担持量
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＡＥＩゼオライト、３重量％の交換によるＣｕ、３Ｃｕ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び０．１重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｃｕ−０．１Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び０．２５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｃｕ−０．２５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び０．５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｃｕ−０．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び１．５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ及び２．５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｃｕ−２．５Ｍｎ．ＡＥＩ
【０１３５】
次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。
【０１３６】
結果を図５１及び図５２に示す。０．１重量％のＭｎ（Ｃｕ：Ｍｎ＝１５）の添加により、一元金属１．５重量％Ｃｕモレキュラーシーブと比較して活性化温度の顕著な向上がもたらされた。１．５重量％のＭｎ（Ｃｕ：Ｍｎ＝１）までの更なる添加により、Ｎ２Ｏ選択性をあまり増大させることなく、活性化温度の更なる改善がもたらされた。結果は、一定のＣｕ担持量で、Ｍｎを１．５重量％のＣｕ触媒に添加することにより、Ｎ２Ｏ選択性をあまり変化させることなく、Ｃｕ−ＳＣＲ触媒のＮＯｘ変換率が劇的に改善することを示している。
【０１３７】
次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、１７５ｐｐｍのＮＯ、３２５ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。
【０１３８】
結果を図５３及び図５４に示す。１．５重量％の一定したＣｕ担持量で、０．１重量％のＭｎの添加（Ｃｕ：Ｍｎ＝１５）により、一元金属１．５重量％Ｃｕモレキュラーシーブと比較して活性化温度をあまり変化させることなく、Ｎ２Ｏ生成の減少がもたらされた。０．５重量％のＭｎ（Ｃｕ：Ｍｎ＝３）、１．０重量％のＭｎ（Ｃｕ：Ｍｎ＝１．５）、及び１．５重量％のＭｎ（Ｃｕ：Ｍｎ＝１）の更なる添加により、活性化温度の改善及びＮ２Ｏ生成値の低下がもたらされた。しかし、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩの全ての態様は、一元Ｃｕ．ＡＥＩ類縁体よりも少ないＮ２Ｏを生成した。したがって、Ｃｕ−Ｍｎの活性及び選択性は、Ｃｕ対Ｍｎ比及び総金属含有量を変更することによって、特定の用途に合わせて調整することができる。
【０１３９】
実施例６．Ｃｕ担持量
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＡＥＩゼオライト、３重量％の交換によるＣｕ、３Ｃｕ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ、１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び０．５重量％の交換によるＣｕ、０．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．０重量％の交換によるＣｕ、１Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び２．０重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ−２Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び２．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ−２．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び３重量％の交換によるＣｕ、３Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
【０１４０】
次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。
【０１４１】
結果を図５５及び図５６に示す。１．５重量％の一定したＭｎ担持量で、０．５重量％のＣｕ（Ｃｕ：Ｍｎ＝０．３３）だけの添加により、一元金属１．５重量％のＭｎ触媒と比較してＮＯｘ変換率の劇的改善及びＮ２Ｏ選択性の顕著な低下がもたらされた。Ｃｕ含有量を、１重量％（Ｃｕ：Ｍｎ＝０．６７）、１．５重量％（Ｃｕ：Ｍｎ＝１、及び３．０重量％（Ｃｕ：Ｍｎ＝２）まで順次増加させるにつれ、Ｎ２Ｏ選択性が高くなる代わりにＮＯｘ変換率が順次増加する。更に、１Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ及び１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩの触媒は、一元金属Ｃｕ又はＭｎモレキュラーシーブと比較してＮ２Ｏ選択性の顕著な減少を示した。しかし、Ｃｕ：Ｍｎの場合に示されたようにＣｕ：Ｍｎの比が過度に増加すると、Ｎ２Ｏの恩恵のほとんどが失われる。結果は、１．５重量％で一定のＭｎ担持量で、Ｃｕ含有量を増加させると、ＮＯｘ変換率が改善されることを示している。しかし、Ｃｕ含有量がＭｎ含有量よりも高くなると、Ｎ２Ｏに対する選択性が増大する。
【０１４２】
実施例７．小細孔ゼオライト
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
ＣＨＡゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＣＨＡ
【０１４３】
標準的ＳＣＲ：次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。結果を図５７及び図５８に示す。結果は、Ｃｕ−Ｍｎ．ＣＨＡがＣｕ−Ｍｎ．ＡＥＩと同様に機能することを示しており、これは、この戦略が小細孔ゼオライトの場合に有効であることを示している。
【０１４４】
迅速ＳＣＲ：次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、２５０ｐｐｍのＮＯ、２５０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。結果を図５９及び図６０に示す。結果は、Ｃｕ−Ｍｎ．ＣＨＡ及びＣｕ−Ｍｎ．ＡＥＩの両方が、８２％で同様の総ＮＯｘ変換率を達成することを示している。しかし、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは平均未満の８．４ｐｐｍでＮ２Ｏを生成し、これは１１．８ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏを生成するＣｕ−Ｍｎ．ＣＨＡよりも少ない。
【０１４５】
低速ＳＣＲ：次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、１７５ｐｐｍのＮＯ、３２５ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。結果を図６１及び図６２に示す。結果は、Ｃｕ−Ｍｎ．ＣＨＡ及びＣｕ−Ｍｎ．ＡＥＩの両方が、７６％で同様の総ＮＯｘ変換率を達成することを示している。しかし、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは平均未満の１４．４ｐｐｍでＮ２Ｏを生成し、これは１７．１ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏを生成するＣｕ−Ｍｎ．ＣＨＡよりも少ない。
【０１４６】
実施例８．中細孔ゼオライト／大細孔ゼオライト
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＢＥＡゼオライト、３重量％の交換によるＣｕ、３Ｃｕ．ＢＥＡ
ＢＥＡゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＢＥＡ
ＭＦＩゼオライト、３重量％の交換によるＣｕ、３Ｃｕ．ＭＦＩ
ＭＦＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＭＦＩ
【０１４７】
次いで、触媒のＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ選択性について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、ＳＶ＝９０Ｋ／時にて試験した。結果を図６３及び図６４に示す。標準的ＳＣＲ条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＢＥＡ及びＣｕ．ＢＥＡの両方が、それぞれ８２％及び８５％で同様の総ＮＯｘ変換率を達成することが見出された。しかし、Ｃｕ−Ｍｎ．ＢＥＡは、０．８％の平均Ｎ２Ｏ選択性を示したのに対して、Ｃｕ．ＢＥＡは、５．９％の平均Ｎ２Ｏ選択性を示した。したがって、Ｃｕ−Ｍｎ．ＢＥＡにより、典型的なＣｕ交換ＢＥＡと比較してＮ２Ｏの顕著な減少がもたらされた。標準的ＳＣＲ条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＭＦＩは７２％の総ＮＯｘ変換率及び１．５％の平均Ｎ２Ｏ選択性を達成することが見出された。しかし、一元金属Ｃｕ．ＭＦＩは、７９％でより高いＮＯｘ変換を達成することができたものの、２．９％でより高い平均Ｎ２Ｏ選択性を示した。したがって、Ｃｕ−Ｍｎ．ＢＥＡにより、典型的なＣｕ交換ＢＥＡと比較してＮ２Ｏの顕著な減少がもたらされた。結果は、Ｃｕ−Ｍｎ．ＢＥＡ及びＣｕ−Ｍｎ．ＭＦＩでは、それぞれＣｕ．ＢＥＡ及びＣｕ．ＭＦＩと比較してＮ２Ｏ選択性が顕著に減少することを示している。したがって、二重Ｃｕ及びＭｎ交換モレキュラーシーブを利用する戦略は、中細孔ゼオライト及び大細孔ゼオライトのいずれの場合にも有効である。
【０１４８】
実施例９．ＳＡＲ範囲
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＣＨＡゼオライト、ＳＡＲ＝２２、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．５重量％の交換によるＣｕ、ＳＡＲ２２
ＣＨＡゼオライト、ＳＡＲ＝１３、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．５重量％の交換によるＣｕ、ＳＡＲ１３
【０１４９】
標準的ＳＣＲ：次いで、粉末触媒のペレット化サンプルのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５００ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１４％のＯ２、４．６％のＨ２Ｏ、５．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、９０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下でサンプルを３０分間保持した。次いで、温度を５℃／分で１５０℃から５００℃まで上昇させた（昇温した）。結果を図６５及び図６６に示す。結果は、ＳＡＲ１３でのＣｕ−Ｍｎ．ＣＨＡは９２％の総ＮＯｘ変換率及び０．５％の平均Ｎ２Ｏ選択性を達成したのに対し、ＳＡＲ２２でのＣｕ−Ｍｎ．ＣＨＡは８９％の総ＮＯｘ変換率及び０．７％の平均Ｎ２Ｏ選択性を達成したことを示している。これらの結果は、Ｃｕ−Ｍｎ二元金属モレキュラーシーブによる戦略の利用が、広範囲のＳＡＲに対して有効であることを示している。加えて、ＳＡＲがより低い材料は、Ｎ２Ｏ選択性の減少を示している。
【０１５０】
実施例１０．コーティングしたモノリス
脱塩水に溶解した必要量の酢酸マンガン（ＩＩ）及び／又は酢酸銅（ＩＩ）を使用して、モレキュラーシーブに金属を含浸させた。金属含浸サンプルを８０℃で一晩乾燥させ、次いで、空気中、５５０℃で４時間焼成した。以下の配合を有する、触媒を調製した。
ＡＥＩゼオライト、３重量％の交換によるＣｕ、３Ｃｕ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ．ＡＥＩ
ＡＥＩゼオライト、１．５重量％の交換によるＭｎ及び１．５重量％の交換によるＣｕ、１．５Ｃｕ−１．５Ｍｎ．ＡＥＩ
【０１５１】
酢酸銅及び酢酸マンガン溶液を用いる公知の従来技術によるイオン交換技術によって、Ｃｕ．ゼオライト触媒及びＭｎ−Ｃｕ．ゼオライト触媒を調製した。交換によるＣｕ．ゼオライト又はＭｎ−Ｃｕ．ゼオライト溶液をアルミナ結合剤及びヒドロキシエチルセルロースレオロジー変性剤と組み合わせることによって、ウォッシュコートを調製した。ウォッシュコートをセラミック基材に適用し、次いで負圧を用いて、ウォッシュコートを基材に引き伸ばした。物品を乾燥させ、約５００℃で約１時間焼成した。
【０１５２】
標準的ＳＣＲ：次いで、コーティングモノリスのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５５０ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１０％のＯ２、６．０％のＨ２Ｏ、６．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、６０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下で、出口ガス中のＮＯｘ及びＮＨ３濃度の両方が定常状態の値に達するまで、サンプルを保持した。次いで、ＮＯｘ及びＮＨ３流を止め、次いで温度を４５０℃まで昇温し、１０分間保持した後、２００℃まで冷却した。２００℃でＮＯｘ及びＮＨ３流を出し、出口ガス中のＮＯｘ及びＮＨ３濃度の両方が定常状態の値に達するまで、条件を保持した。次いで、２５０℃、３５０℃、４５０℃、及び５５０℃の更なる温度について、プロセス全体を繰り返した。
【０１５３】
【表１】
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表１．
【０１５４】
結果を表１に示す。標準的ＳＣＲ条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩ及び３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブの両方が、それぞれ８２％及び８５％で同様の総ＮＯｘ変換率を達成することが見出された。しかし、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは１．１ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏ生成量を示したのに対し、３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは、３．１ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏ生成量を示した。したがって、本発明の触媒により、典型的なＣｕ交換モレキュラーシーブと比較してＮ２Ｏの顕著な減少がもたらされた。加えて、１．５重量％のＣｕ交換ＡＥＩは、１．２ｐｐｍの同様の平均Ｎ２Ｏ生成量を達成したものの、７８％の総ＮＯｘ変換率しか達成することができなかった。したがって、本発明のＣｕ−Ｍｎ触媒をコートし、十分に配合したモノリスは、標準的ＳＣＲ条件下で一元金属触媒のみを含有するモノリスよりも顕著な利点を示した。
【０１５５】
コーティングモノリスについてまた、空気中、１０％の水にて７５０℃で８０時間エージングした。サンプルを、空気のみの中、１０℃／分の速度で２５０℃まで加熱した。次いでモノリスを、空気中、１０％のＨ２Ｏにて１０℃／分の速度で、７５０℃まで加熱した。７５０℃の温度で８０時間保持した後、温度が２５０℃未満になるまでの間、サンプルを蒸気／空気混合物中で冷却した。次いで、サンプルを、空気のみの流れにて２５０℃から室温まで冷却した。次いで、エージング後のモノリスのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ選択性について、以下の条件：５５０ｐｐｍのＮＨ３、５００ｐｐｍのＮＯ、０ｐｐｍのＮＯ２、１０％のＯ２、６．０％のＨ２Ｏ、６．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、６０Ｋ／時の空間速度にて試験した。
【０１５６】
結果を表１に示す。標準的ＳＣＲ条件下での水熱エージング後、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは、６９％の総ＮＯｘ変換率を達成することができ、かつ２．６ｐｐｍと少ないＮ２Ｏ平均生成量を維持することが見出された。３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは、７５％の総ＮＯｘ変換率を示したが、平均値で７．８ｐｐｍの大量のＮ２Ｏを生成した。加えて、１．５重量％のＣｕ交換ＡＥＩはまた、３．４ｐｐｍのより高い平均Ｎ２Ｏ生成量を達成し、５０％の総ＮＯｘ変換率しか達成することができなかった。したがって、本発明の触媒により、典型的なＣｕ交換モレキュラーシーブと比較してＮ２Ｏの顕著な減少がもたらされた。
【０１５７】
迅速ＳＣＲ：次いで、コーティングモノリスのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５５０ｐｐｍのＮＨ３、２５０ｐｐｍのＮＯ、２５０ｐｐｍのＮＯ２、１０％のＯ２、６．０％のＨ２Ｏ、６．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、６０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下で、出口ガス中のＮＯｘ及びＮＨ３濃度の両方が定常状態の値に達するまで、サンプルを保持した。次いで、ＮＯｘ及びＮＨ３流を止め、次いで温度を４５０℃まで昇温し、１０分間保持した後、２００℃まで冷却した。２００℃でＮＯｘ及びＮＨ３流を出し、出口ガス中のＮＯｘ及びＮＨ３濃度の両方が定常状態の値に達するまで、条件を保持した。次いで、２５０℃、３５０℃、４５０℃、及び５５０℃の更なる温度について、プロセス全体を繰り返した。
【０１５８】
結果を表１に示す。迅速ＳＣＲ条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは、８８％の非常に高い総ＮＯｘ変換率、及び４．０ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏ生成を達成することができることが見出された。しかし、３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブ及び１．５重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは、それぞれ８３％及び８６％の総ＮＯｘ変換率、並びにそれぞれ８．９ｐｐｍ及び４．５ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏ生成しか達成することができなかった。したがって、本発明のＣｕ−Ｍｎ触媒をコートし十分に配合したモノリスは、迅速ＳＣＲ条件下で一元金属触媒のみを含有するモノリスよりも顕著な利点を示した。
【０１５９】
低速ＳＣＲ：次いで、コーティングモノリスのＮＯｘ変換率及びＮ２Ｏ生成について、以下の条件：５５０ｐｐｍのＮＨ３、１７４ｐｐｍのＮＯ、３２５ｐｐｍのＮＯ２、１０％のＯ２、６．０％のＨ２Ｏ、６．０％のＣＯ２、及び残部のＮ２、６０Ｋ／時の空間速度にて試験した。サンプルを、ＮＨ３を除き上述のガス混合物の下で、室温から１５０℃まで加熱した。１５０℃でＮＨ３をガス混合物中に添加し、これらの条件下で、出口ガス中のＮＯｘ及びＮＨ３濃度の両方が定常状態の値に達するまで、サンプルを保持した。次いで、ＮＯｘ及びＮＨ３流を止め、次いで温度を４５０℃まで昇温し、１０分間保持した後、２００℃まで冷却した。２００℃でＮＯｘ及びＮＨ３流を出し、出口ガス中のＮＯｘ及びＮＨ３濃度の両方が定常状態の値に達するまで、条件を保持した。次いで、２５０℃、３５０℃、４５０℃、及び５５０℃の更なる温度について、プロセス全体を繰り返した。
【０１６０】
結果を表１に示す。低速条件下では、Ｃｕ−Ｍｎ．ＡＥＩは、８１％の非常に高い総ＮＯｘ変換率、及び７．４ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏ生成を達成できることが見出された。しかし、３重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブ及び１．５重量％のＣｕ交換モレキュラーシーブは、それぞれ７５％及び７２％の総ＮＯｘ変換率、並びにそれぞれ１２．２ｐｐｍ及び７．５ｐｐｍの平均Ｎ２Ｏ生成量しか達成することができなかった。したがって、本発明のＣｕ−Ｍｎ触媒をコートし十分に配合したモノリスは、低速ＳＣＲ条件下で一元金属触媒のみを含有するモノリスよりも顕著な利点を示した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【国際調査報告】
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