(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口端、出口端、入口端と出口端の間に延びる基材軸長さ、および壁流フィルター基材の内壁により規定される複数の通路を含む壁流基材を含む触媒化スートフィルターであって、
前記複数の通路が、開放入口端および閉鎖出口端を有する入口通路、ならびに閉鎖入口端および開放出口端を有する出口通路を含み、
前記入口通路の内壁が、少なくとも１つの層を含む入口被覆物を含み、前記入口被覆物が、入口端から入口被覆端まで延び、それにより、入口被覆物長さを規定し、入口被覆物長さが、基材軸長さのｘ％であり、２５≦ｘ≦１００であり、
前記出口通路の内壁が、少なくとも１つの層を含む出口被覆物を含み、前記出口被覆物が出口端から出口被覆物端まで延び、それにより、前記出口被覆物長さを規定し、前記出口被覆物長さが、前記基材軸長さのｙ％であり、２５≦ｙ≦１００であり、
前記入口被覆物長さが、前記触媒化スートフィルターの上流帯域を規定し、前記出口被覆物長さが、前記触媒化スートフィルターの下流帯域を規定し、
前記壁流基材が、少なくとも１種の酸化触媒を含む少なくとも１つの層および少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む少なくとも１つの層を含み、
前記少なくとも１種の酸化触媒および前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質が、前記壁流フィルター基材の内壁によって分離されており、
総被覆物長さが、ｘ＋ｙであり、ｘ＋ｙ≧１５０であり、及び
前記入口被覆物が、前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含み、及び
前記出口被覆物が、前記少なくとも１種の酸化触媒を含むことを特徴とする、
触媒化スートフィルター。
【請求項２】
ｘ＋ｙ≧１７５である、請求項１に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項３】
５０≦ｘ≦１００である、請求項１または２に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項４】
５０≦ｙ≦１００である、請求項１から３のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項５】
前記Ｈ２Ｓ抑制物質が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含有しない担体材料上に担持されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項６】
前記Ｈ２Ｓ抑制物質が、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉおよびそれらの混合物からなる群から選択される金属を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項７】
前記Ｈ２Ｓ抑制物質が、Ｃｕを含む、請求項６に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項８】
前記Ｈ２Ｓ抑制物質が、黒銅鉱相中のＣｕＯを含み、前記ＣｕＯの平均微結晶サイズが、少なくとも３０ｎｍである、請求項７に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項９】
前記Ｈ２Ｓ抑制物質が、５ｍ２／ｇ未満のＢＥＴ表面を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項１０】
前記壁流基材が、多孔質壁流基材であり、前記少なくとも１種の酸化触媒および／または前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質が、前記多孔質壁流基材の多孔質壁に導入されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項１１】
前記少なくとも１種の酸化触媒を含有する前記被覆物において、前記酸化触媒が、
（ａ）Ｐｔを含むがＰｄを含まない、または
（ｂ）Ｐｄを含むがＰｔを含まない、または
（ｃ）ＰｔおよびＰｄを含み、但し、Ｐｔ：Ｐｄの質量比が、２０：１〜１：１の範囲である、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルター。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルターを製造する方法であって、
（ｉ）壁流基材を準備する工程であり、
前記壁流基材が、入口端、および出口端、入口端と出口端の間に延びる基材軸長さ、ならびに前記壁流基材の内壁によって規定される複数の通路を含み、
前記複数の通路が、開放入口端および閉鎖出口端を有する入口通路、ならびに閉鎖入口端および開放出口端を有する出口通路を含み、
所与の入口通路、隣接する出口通路、および前記入口通路と前記出口通路の間の内壁が、通路全体を規定する、
工程と、
（ｉｉ）第１の被覆物を、前記通路全体の少なくとも２５％の内壁に、前記第１の被覆物が前記入口端から第１の被覆物端まで延び、それにより、入口被覆物長さが規定されるように適用する工程であって、前記入口被覆物長さは、前記基材軸長さのｘ％であり、２５≦ｘ≦１００であり、前記第１の被覆物は、少なくとも１種の酸化触媒または少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む、工程と、
（ｉｉｉ）第２の被覆物を、前記通路全体の少なくとも２５％の内壁に、前記第２の被覆物が前記出口端から第２の被覆物端まで延び、それにより、出口被覆物長さが規定されるように、適用する工程であって、前記出口被覆物長さは、前記基材軸長さのｙ％であり、２５≦ｙ≦１００であり、前記第２の被覆物は、少なくとも１種の酸化触媒または少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む、工程と
を含み、
前記出口被覆物が、少なくとも１種の酸化触媒を含み、前記入口被覆物が、少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含み、前記少なくとも１種の酸化触媒および前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質が、前記壁流フィルター基材の内壁によって分離されており、総被覆物長さが、ｘ＋ｙであり、ｘ＋ｙ≧１５０である、
方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の触媒化スートフィルターを製造する方法であって、
前記壁流基材は、ＤＩＮ６６１３３に従う水銀多孔度測定に従って決定して、３８〜７５の範囲の多孔度を有し、及び
前記壁流基材が、コージライト基材、チタン酸アルミニウムまたは炭化ケイ素基材である、方法。
【請求項１４】
ディーゼルエンジン排気ストリームを処理するシステムであって、
排気マニホールドを介してディーゼルエンジンと流体連通している排気導管と、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルターと、
前記触媒化スートフィルターと流体連通している以下：ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）物品、ＮＯｘ吸蔵及び還元（ＮＳＲ）触媒物品、希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）物品の１つ以上と
を含む、システム。
【請求項１５】
前記触媒化フィルターが、Ｈ２Ｓを生成する物品の下流に配列されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
煤粒子を含有する、ディーゼルエンジン排気ストリームを処理する方法であって、前記排気ストリームを、請求項１から１１のいずれか一項に記載の触媒化スートフィルターと接触させる工程を含む方法。
【請求項１７】
前記触媒化スートフィルターが、Ｈ２Ｓを生成する物品の下流に配列されている、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、通常のエンジン運転および再生事象中において煤微粒子濾過を確実にし、一酸化炭素（ＣＯ）の酸化を補助し、低Ｈ２Ｓ排出物を生成する被覆設計を有する触媒化スートフィルター、特にディーゼルエンジン排気の処理のための触媒化スートフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン排気は、一酸化炭素（「ＣＯ」）、未燃焼炭化水素（「ＨＣ」）および窒素酸化物（「ＮＯｘ」）などの排気ガスだけでなく、凝縮相物質、すなわち、いわゆる微粒子または粒状物質を構成する、液体および固体も含有する不均一混合物である。ディーゼルエンジンのための排出物処理システムは、排気の成分のすべてを処理して、世界中で様々な規制機関により設定された排出基準を満たさなければならない。
【０００３】
ディーゼル排気の総粒状物質排出物は、３つの主たる成分を含む。成分の１つは、固体の乾燥炭素質部分または煤部分である。この乾燥炭素質部分は、通常ではディーゼル排気に伴う可視的煤排出物の一因となる。粒状物質の第２の成分は、可溶性有機部分（「ＳＯＦ」）である。ＳＯＦは、ディーゼル排気の温度に依存して、蒸気またはエアロゾル（液体凝縮物の微細液滴）のいずれかとしてディーゼル排気中に存在し得る。それは一般に、標準測定試験、例えば、Ｕ．Ｓ．Ｈｅａｖｙ  Ｄｕｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅにより指示されたとおりに、希薄排気中５２℃の標準微粒子収集温度で凝縮液として存在する。これらの液体は、２つの発生源から生じる：（１）ピストンが上下するたびにエンジンのシリンダー壁から一掃される潤滑油；および（２）未燃焼または部分燃焼ディーゼル燃料。粒状物質の第３の成分は、いわゆるサルフェート部分であり、これは、ディーゼル燃料中に存在する少量の硫黄成分から形成される。
【０００４】
触媒組成物、およびその組成物がその上に配置される基材は、典型的には、これらの排気成分のいくつかまたはすべてを無害な成分に変換するために、ディーゼルエンジン排気システムに設けられる。例えば、白金族金属、卑金属およびそれらの組み合わせを含有する酸化触媒は、未燃焼炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）のガス状汚染物質の両方、ならびに一部の割合の粒状物質の、これらの汚染物質の酸化による二酸化炭素および水への変換を促進することによってディーゼルエンジン排気の処理を容易にする。このような触媒は、一般に様々な基材（例えば、ハニカム流通（ｆｌｏｗ−ｔｈｒｏｕｇｈ）モノリス基材）の上に配置されており、これらは、大気に出ていく前に排気を処理するためにディーゼルエンジンの排気中に置かれる。ある種の酸化触媒も、ＮＯのＮＯ２への酸化を促進する。
【０００５】
酸化触媒の使用に加えて、ディーゼル微粒子フィルターが、ディーゼル排出物処理システムで高い粒状物質低減を達成するために使用される。ディーゼル排気から粒状物質を除去する公知のフィルター構造には、ハニカム壁流フィルター、巻き繊維または充填繊維フィルター、連続気泡フォーム、焼結金属フィルターなどがある。しかしながら、以下に記載されるセラミック壁流フィルターが、最も注目されている。これらのフィルターは、ディーゼル排気から粒状物質の９９％を超えて除去することができる。典型的なセラミック壁流フィルター基材は、耐火材料、例えば、コージライトまたは炭化ケイ素から構成される。壁流基材は、ディーゼルエンジン排気ガスから粒状物質を濾過するために特に有用である。一般的な構成は、ハニカム構造の入口側および出口側での交互の通路が塞がれた端部を有する複数通路ハニカム構造である。この構成は、いずれの端部にもチェッカーボードタイプパターンをもたらす。入口軸端で塞がれた通路は、出口軸端で開放している。これは、同伴粒状物質と一緒の排ガスが開放入口通路に入り、多孔質内壁を通って流れ、開放出口軸端を有するチャネルを通って出ることを可能にする。粒状物質は、それにより、基材の内壁に向けて濾過される。ガス圧により、排気ガスは、多孔質構造壁を通して、上流軸端が閉じられかつ下流軸端が開放しているチャネル中に押し出される。蓄積された粒子は、エンジンでフィルターからの背圧を増加させる。したがって、蓄積された粒子は、フィルターから連続的または定期的に焼尽されて、許容される背圧を維持しなければならない。
【０００６】
壁流基材の内壁に沿って配置される触媒組成物は、蓄積された粒状物質の燃焼を促進することによってフィルター基材の再生を補助する。蓄積された粒状物質の燃焼は、排気システム内の許容される背圧を回復させる。これらのプロセスは、受動的または能動的再生プロセスのいずれであってもよい。両プロセスは、粒状物質を燃焼させるためにＯ２またはＮＯ２などの酸化剤を用いる。
【０００７】
受動的再生プロセスは、ディーゼル排気システムの通常運転範囲内の温度で粒状物質を燃焼させる。好ましくは、再生プロセスで使用される酸化剤は、ＮＯ２であり、その理由は、Ｏ２が酸化剤として機能する場合に必要とされる温度よりもはるかに低い温度で煤部分が燃焼するからである。Ｏ２は大気から容易に利用できる一方で、ＮＯ２は、排気ストリーム中でＮＯを酸化する上流酸化触媒の使用によって能動的に生成され得る。
【０００８】
触媒組成物の存在および酸化剤としてのＮＯ２の使用の提供にもかかわらず、能動的再生プロセスは、一般に蓄積された粒状物質を取り除き、フィルター内の許容される背圧を回復するために必要とされる。粒状物質の煤部分は、一般に酸素豊富（希薄）条件下で燃焼するために５００℃を超える温度を必要とし、これは、ディーゼル排気で典型的に存在する温度よりも高い温度である。能動的再生プロセスは、通常はフィルターの前面の温度を５７０〜６３０℃まで上昇させるようにエンジン管理を変更することによって開始される。
【０００９】
基準の増加とともに、ＮＯｘの排出も規制され、現代のディーゼルエンジンは、ＮＯｘの全排出に関してある特定の要件を満たさなければならない。ＮＯｘの排出は、通常とは違って触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）と組み合わせて適用される、「希薄ＮＯｘトラップ」（ＬＮＴ）触媒によって低減されてもよく、ＬＮＴは、通常はＣＳＦの上流で適用される。しかしながら、ＬＮＴ触媒も、硫黄再生を時々必要とし、これは、一連の短い、リッチ（１より低い化学量論比）パルスによって達成されてもよい。この運転の間、ＬＮＴは、不要な硫化水素（Ｈ２Ｓ）を放出し、これは最小限にされなければならない。Ｈ２Ｓ低減のこの機能はまた、ＣＳＦに適用されてもよい。しかし、ＣＳＦは依然として、ＨＣのＣＯへの変換などの、他の機能を果たさなければならず、これら２つの機能は互いに影響を与える。特に、Ｈ２Ｓ抑制物質およびＣＯ変換物質として使用される能動的成分の接触は、とりわけＣＯ変換物質の触媒機能の効率を低下させ得ることは公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本開示の目的は、通常のエンジン運転および再生事象、特に能動的フィルター再生の間に高いＨ２Ｓ変換率および低減したＣＯ排出を有する、Ｈ２Ｓ低減およびＣＯ低減の合わせた機能をもつ触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）を提供することである。
【００１１】
本開示の目的はまた、通常のエンジン運転および再生事象、特に能動的フィルター再生の間に高いＨ２Ｓ変換率ならびに低減したＣＯおよびＨＣ排出を有する、Ｈ２Ｓ低減ならびにＣＯおよびＨＣ低減の合わせた機能をもつ触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）を提供することである。
【００１２】
本開示の別の目的は、低下した背圧を有する触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）を提供することである。
【００１３】
本開示のなお別の目的は、低いＨ２Ｓ排出率で増加したＣＯ変換率を有する触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
入口端、出口端、入口端と出口端の間に延びる基材軸長さ、および壁流フィルター基材の内壁により規定される複数の通路を含む、壁流基材、を含む触媒化スートフィルターであって、
複数の通路が、開放入口端および閉鎖出口端を有する入口通路、ならびに閉鎖入口端および開放出口端を有する出口通路を含み、
入口通路の内壁が、少なくとも１つの層を含む入口被覆物を含み、入口被覆物が、入口端から入口被覆物端まで延び、それにより、入口被覆物長さを規定し、入口被覆物長さが、基材軸長さのｘ％であり、２５≦ｘ≦１００であり、
出口通路の内壁が、少なくとも１つの層を含む出口被覆物を含み、出口被覆物が出口端から出口被覆物端まで延び、それにより、出口被覆物長さを規定し、出口被覆物長さが、基材軸長さのｙ％であり、２５≦ｙ≦１００であり、
入口被覆物長さが、触媒化スートフィルターの上流帯域を規定し、出口被覆物長さが、触媒化スートフィルターの下流帯域を規定し、
触媒化スートフィルターが、少なくとも１種の酸化触媒を含む少なくとも１つの層および少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む少なくとも１つの層を含み、
少なくとも１種の酸化触媒および少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質が、壁流フィルター基材の内壁によって分離されており、
総被覆物長さが、ｘ＋ｙであり、ｘ＋ｙ≧１００である、
触媒化スートフィルターが提供される。
【００１５】
さらに、このような触媒化スートフィルターを製造する方法であって、
（ｉ）ＤＩＮ６６１３３に従う水銀多孔度測定に従って決定して好ましくは３８〜７５の範囲の多孔度を有する前記壁流基材を準備する工程であり、
前記壁流基材が、好ましくはコージライト基材、チタン酸アルミニウムまたは炭化ケイ素基材であり、前記壁流基材が、入口端、および出口端、入口端と出口端の間に延びる基材軸長さ、ならびに壁流基材の内壁によって規定される複数の通路を含み、
複数の通路が、開放入口端および閉鎖出口端を有する入口通路、ならびに閉鎖入口端および開放出口端を有する出口通路を含み、
所与の入口通路、隣接する出口通路、および前記入口通路と前記出口通路の間の内壁が、通路全体を規定する、
工程と、
（ｉｉ）第１の被覆物を、通路全体の少なくとも２５％の内壁の少なくとも一部に、第１の被覆物が入口端から第１の被覆物端まで延び、それにより、入口被覆物長さが規定されるように、適用する工程であり、入口被覆物長さが、基材軸長さのｘ％であり、２５≦ｘ≦１００であり、前記第１の被覆物が、少なくとも１種の酸化触媒または少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む、工程と、
（ｉｉｉ）第２の被覆物を、通路全体の少なくとも２５％の内壁の少なくとも一部に、第２の被覆物が出口端から第２の被覆物端まで延び、それにより、出口被覆物長さが規定されるように、適用する工程であり、出口被覆物長さが、基材軸長さのｙ％であり、２５≦ｙ≦１００であり、前記第２の被覆物が、少なくとも１種の酸化触媒または少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む、工程と
を含み、
入口被覆物および出口被覆物の一方が、少なくとも１種の酸化触媒を含み、入口被覆物および出口被覆物の他方が、少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含み、前記少なくとも１種の酸化触媒および前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質が、壁流フィルター基材の内壁によって分離されており、総被覆物長さが、ｘ＋ｙであり、ｘ＋ｙ≧１００である、
方法も提供される。
【００１６】
その上さらに、ディーゼルエンジン排気ストリームを処理するシステムであって、
排気マニホールドを介してディーゼルエンジンと流体連通している排気導管と、
上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターと、
触媒化スートフィルターと流体連通している、以下：ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）物品、ＮＯｘ吸蔵還元（ＮＳＲ）触媒物品、希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）の１つ以上と
を含み、好ましくは、触媒化スートフィルターが、ＬＮＴの下流に配列されている、システムが提供される。
【００１７】
なおさらに、煤粒子を含有するディーゼルエンジン排気ストリームを処理する方法であって、好ましくは排気ストリームを希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）に通した後に、排気ストリームを上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターと接触させる工程を含む方法が提供される。
【００１８】
本開示はまた、煤粒子を含有する排気ストリーム、好ましくはディーゼルエンジン排気ストリームの処理における上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターを使用する方法であって、排気ストリームを、触媒化スートフィルターと接触させる、さらに好ましくは、排気スートフィルターを、Ｈ２Ｓを生成する物品の下流に配列させる、方法を提供する。
【００１９】
また、Ｈ２Ｓ抑制物質として黒銅鉱相中のＣｕＯを使用する方法であって、好ましくはＣｕＯの平均結晶サイズは、少なくとも３０ｎｍであり、さらに好ましくは少なくとも４０ｎｍ、より好ましくは少なくとも５０ｎｍである、方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】硫黄負荷ＬＮＴの脱硫酸化の間の例１．１〜例１．４のＨ２Ｓ排出を示す図である。
【図２】再生の最初の６００秒における、非被覆フィルター、比較例２．１のフィルターおよび例２．２のフィルターの能動的フィルター再生の間のＣＯ排出物［ｐｐｍ単位で］を示すグラフである。
【図３】非被覆フィルター、比較例２．１のフィルターおよび例２．２のフィルターの能動的フィルター再生の間の最高ＣＯ排出物［ｐｐｍ単位で］を示すグラフである。
【図４】再生の最初の６００秒における、非被覆フィルターおよび例３．１〜３．３のフィルターの能動的フィルター再生の間のＣＯ排出物［ｐｐｍ単位で］を示すグラフである。
【図５】非被覆フィルターおよび例３．１〜３．３のフィルターの能動的フィルター再生の間の最高ＣＯ排出［ｐｐｍ単位で］を示すグラフである。
【図６】非被覆フィルターと比較して、例３．１〜例３．３によるフィルターの％単位での背圧（Ｄｐ）の増加を示す図である。
【図７】例５．１〜例５．６のフィルターの能動的フィルター再生の間の最高ＣＯ排出物［ｐｐｍ単位で］を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示は、入口端、出口端、入口端と出口端の間に延びる基材軸長さ、および壁流フィルター基材の内壁により規定される複数の通路を含む、壁流基材、を含む触媒化スートフィルターであって、
複数の通路が、開放入口端および閉鎖出口端を有する入口通路、ならびに閉鎖入口端および開放出口端を有する出口通路を含み、
入口通路の内壁が、少なくとも１つの層を含む入口被覆物を含み、入口被覆物が、入口端から入口被覆端まで延び、それにより、入口被覆物長さを規定し、入口被覆物長さが、基材軸長さのｘ％であり、２５≦ｘ≦１００であり、
出口通路の内壁が、少なくとも１つの層を含む出口被覆物を含み、出口被覆物が出口端から出口被覆物端まで延び、それにより、出口被覆物長さを規定し、出口被覆物長さが、基材軸長さのｙ％であり、２５≦ｙ≦１００であり、
入口被覆物長さが、触媒化スートフィルターの上流帯域を規定し、出口被覆物長さが、触媒化スートフィルターの下流帯域を規定し、
触媒化スートフィルターが、少なくとも１種の酸化触媒を含む少なくとも１つの層および少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む少なくとも１つの層を含み、
少なくとも１種の酸化触媒および少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質が、壁流フィルター基材の内壁によって分離されており、
総被覆物長さが、ｘ＋ｙであり、ｘ＋ｙ≧１００である、
触媒化スートフィルターに関する。
【００２２】
本開示によれば、触媒化スートフィルターは、入口被覆物長さｘ（ここで、入口被覆物長さは、基材軸長さのｘ％であり、２５≦ｘ≦１００である）および出口被覆物長さｙ（ここで、出口被覆物長さは、基材軸長さのｙ％であり、２５≦ｙ≦１００である）を有し、かつ総被覆物長さｘ＋ｙであり、ｘ＋ｙ≧１００である。一般に、本発明の触媒化スートフィルターの入口被覆物長さ、出口被覆物長さおよび総被覆物長さに関して特定の制限はないが、但し、それらは上で定義された範囲であるものとする。
【００２３】
したがって、本開示は、入口被覆物長さｘが２５〜１００の範囲である、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターに関する。ｘの好ましい値は、例えば、５０〜１００（５０≦ｘ≦１００）、または６０〜１００（６０＜ｘ≦１００）、または７５〜１００（７５＜ｘ≦１００）、または９０〜１００（９０＜ｘ≦１００）、または９５〜１００（９５＜ｘ≦１００）の範囲である。
【００２４】
本開示はまた、出口被覆物長さｙが２５〜１００の範囲である、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターに関する。ｙの好ましい値は、例えば、５０〜１００（５０≦ｙ≦１００）、または６０〜１００（６０＜ｙ≦１００）、または７５〜１００（７５＜ｙ≦１００）、または９０〜１００（９０＜ｙ≦１００）、または９５〜１００（９５＜ｙ≦１００）の範囲である。
【００２５】
本開示はまた、入口側および出口側の完全被覆物に対応して、総被覆物長さｘ＋ｙが１００超（ｘ＋ｙ＞１００）であるか、またはｘ＋ｙが１５０以上（ｘ＋ｙ≧１５０）であるか、またはｘ＋ｙが１７５以上（ｘ＋ｙ≧１７５）であるか、またはｘ＋ｙが２００（ｘ＋ｙ＝２００）である、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターに関する。
【００２６】
驚くべきことに、被覆物、例えば、酸化触媒およびＨ２Ｓ抑制物質、の重複は、不利ではなく、むしろ２種の物質が壁流基材の内壁によって分離されている場合に有利であることがわかった。これは、壁流フィルター基材の２つの異なる側から２つの被覆物、すなわち、入口側から一方および出口側から他方、例えば、入口側からＨ２Ｓ抑制物質および出口側から酸化触媒、などを適用することによって達成されてもよい。
【００２７】
本開示によれば、触媒化スートフィルターは、少なくとも１種の酸化触媒を含む少なくとも１つの層および少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む少なくとも１つの層を含む。少なくとも１種の酸化触媒および少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質は、壁流基材の内壁によって分離されている。言い換えれば、酸化触媒およびＨ２Ｓ抑制物質は、フィルターの２つの開放端、すなわち、開放入口端および開放出口端からフィルター上に被覆される。したがって、入口側または入口端からのものおよび出口側または出口端からものである、酸化触媒およびＨ２Ｓ抑制物質、例えば、入口側からのＨ２Ｓ抑制物質および出口側からの酸化触媒など、はフィルター上で別個に被覆される。このような被覆物として、酸化触媒およびＨ２Ｓ抑制物質は、壁流フィルター基材の内壁によって分離されている。
【００２８】
酸化触媒およびＨ２Ｓ抑制物質は、壁流フィルター基材の内壁の上または中に被覆されてもよい。壁流フィルター基材の内壁の上への被覆物は、粒子を内壁の細孔に浸透させない粒径を有する対応する担体を使用することによって達成されてもよい。他方で、担体材料が十分に小さいか、またはＨ２Ｓ抑制物質および／もしくは酸化触媒がまったく担持されない場合、それは内壁の細孔中に浸透し得、したがって、Ｈ２Ｓ抑制物質および／または酸化触媒は、多孔質壁流基材の多孔質内壁中に導入される。本開示によれば、壁流基材は多孔質壁流基材であること、ならびに前記少なくとも１種の酸化触媒および／または前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質は、多孔質壁流基材の多孔質壁中に導入されていることが好ましい。
【００２９】
上に概略されたように、酸化触媒およびＨ２Ｓ抑制物質は、壁流フィルター基材の内壁によって分離されている。このような配置は、２つの異なる実施形態を可能にし、すなわち、入口被覆物は、前記少なくとも１種の酸化触媒を含み、すなわち、前記少なくとも１種の酸化触媒は入口側から被覆され、出口被覆物は、前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含み、すなわち、前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質は出口側から被覆され、逆もまた同様に、入口被覆物は、前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含み、すなわち、前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質は入口側から被覆され、出口被覆物は、前記少なくとも１種の酸化触媒を含み、すなわち、前記少なくとも１種の酸化触媒は出口側から被覆される。本開示の好ましい実施形態において、入口被覆物は、前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含み、出口被覆物は、前記少なくとも１種の酸化触媒を含む。
【００３０】
好ましくは、酸化触媒は、白金族金属（「ＰＧＭ」）成分を含む。本開示の文脈で使用される場合の用語「ＰＧＭ」は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）および白金（Ｐｔ）に関する。好ましい酸化触媒は、ＰＧＭが、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびそれらの２種以上の混合物からなる群から選択されるＰＧＭ成分である。より好ましくは、ＰＧＭは、Ｐｔ、Ｐｄ、ならびにＰｔおよびＰｄの混合物からなる群から選択される。さらにより好ましくは、ＰＧＭは、Ｐｔからなり、Ｐｄをまったく含まないか、またはそれは、Ｐｄからなり、Ｐｔをまったく含まない。
【００３１】
酸化触媒のＰＧＭが、ＰｄおよびＰｔの混合物を含む、好ましくはそれからなる場合、Ｐｔ：Ｐｄの質量比に関する限り特定の制限はない。典型的には、酸化触媒における質量比は、１０：１〜１：１０、好ましくは９：１〜１：１超、より好ましくは８：１〜１．１：１、より好ましくは７：１〜１．２：１、より好ましくは６：１〜１．３：１、より好ましくは５：１〜１．４：１、より好ましくは４：１〜１．５：１の範囲である。別の好ましい実施形態において、Ｐｔ：Ｐｄの質量比は、２０：１〜１：１、より好ましくは１０：１〜２：１、より好ましくは８：１〜２：１である。
【００３２】
本開示の好ましい実施形態において、酸化触媒は、少なくとも１種の担体材料上に担持される。特定の制限がない一方で、担体材料は、多孔質担体材料であることが好ましく、より好ましくは、多孔質担体材料は、耐火金属酸化物である。より好ましくは、多孔質担体材料は、アルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア、希土類金属酸化物（セリウム、プラセオジム、ランタン、ネオジムおよびサマリウムの酸化物など）、シリカ−アルミナ、アルミノケイ酸塩、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−クロミア、アルミナ−希土類金属酸化物、チタニア−シリカ、チタニア−ジルコニア、チタニア−アルミナ、およびそれらの２種以上の混合物からなる群から選択される。さらにより好ましくは、少なくとも１種の多孔質担体材料は、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、およびそれらの２種以上の混合物からなる群から選択される。特に好ましい実施形態において、酸化触媒は、好ましくは約５％のＳｉＯ２を含有する、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３からなる担体材料上に担持される。
【００３３】
本開示で使用される場合のＨ２Ｓ抑制物質は、好ましくはＣｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびそれらの混合物、の化合物からなる群から選択される金属を含む。さらに好ましい実施形態において、Ｈ２Ｓ抑制物質は、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびそれらの混合物からなる群から選択される金属の酸化物を含む。当業者により理解されるように、本開示と関連する用語「金属」は、元素、例えば、その金属形態、すなわち、元素形態のＣｕまたはＦｅを命名するために使用されず、むしろ、これらの元素が属する金属の化学群を指し、特に酸化物として、任意の酸化状態または化学組成物中の元素を含む。
【００３４】
本開示のさらに好ましい実施形態において、Ｈ２Ｓ抑制物質は、Ｃｕ、好ましくはＣｕの酸化物、さらに好ましくはＣｕＯ、最も好ましくは黒銅鉱相中のＣｕＯを含む。
【００３５】
驚くべきことに、以下に示される実験結果（特に例３を参照）により支持されて、特に黒銅鉱相中のＣｕＯの使用が、背圧の増加を低下させ、酸化触媒との相互作用をほとんどまたはまったく示さず、特に黒銅鉱相中のＣｕＯと組み合わせて使用される場合、酸化触媒の良好なＣＯ変換率をもたらし、同時に良好なＨ２Ｓ抑制機能を与えることがわかった。
【００３６】
上に詳述されたとおりに、Ｈ２Ｓ抑制物質として使用される好ましい化合物は、特に黒銅鉱相中のＣｕＯである。本開示によれば、Ｈ２Ｓ抑制物質は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により測定して、少なくとも３０ｎｍ、好ましくは少なくとも４０ｎｍ、より好ましくは少なくとも５０ｎｍのＣｕＯの平均微結晶サイズを有する、特に黒銅鉱相中のＣｕＯを含むことがさらに好ましい。対応するサイズのＣｕＯ微結晶を含む粒子は、粒子を形成するいくつかの微結晶から構成されていてもよい。これらのＣｕＯ粒子の粒径は、好ましくはＤ９０＜１００μｍ、またはＤ９０＜８５μｍ、またはＤ９０＜５０μｍである。
【００３７】
驚くべきことに、以下に示されるとおりの実験結果（特に例３を参照）に支持されて、このような微結晶サイズを有する、特に黒銅鉱相中のＣｕＯの使用は、背圧の増加を低下させ、酸化触媒との相互作用をほとんどまたはまったく示さず、このような微結晶サイズを有する、特に黒銅鉱相中のＣｕＯと組み合わせて使用される場合、酸化触媒の良好なＣＯ変換率をもたらし、同時に良好なＨ２Ｓ抑制機能を与えることがわかった。
【００３８】
本開示の別の好ましい実施形態において、Ｈ２Ｓ抑制物質は、５ｍ２／ｇ未満、好ましくは２ｍ２／ｇ未満のＢＥＴ表面を有する。Ｈ２Ｓ抑制物質のこのような低いＢＥＴ表面は、以下の例３にも示されるとおりに、背圧および酸化触媒のＣＯ変換率に関して特に有利であるようにみえる。したがって、上述の段落を考慮すると、Ｘ線回折（ＸＲＤ）により測定して、少なくとも３０ｎｍ、好ましくは少なくとも４０ｎｍ、より好ましくは少なくとも５０ｎｍのＣｕＯの平均微結晶サイズ、および５ｍ２／ｇ未満、好ましくは２ｍ２／ｇ未満のＢＥＴ表面を有する、黒銅鉱相中のＣｕＯを使用することが特に好ましい。ＢＥＴ表面積は、ＤＩＮ６６１３１に従って測定される。
【００３９】
本開示の触媒化スートフィルターは、壁流基材を含んでもよい。代替において、サイクロンフィルターが使用されてもよい。本開示の触媒化スートフィルターに有用な壁流基材は、基材の縦軸に沿って延びている複数の微細で実質的に平行な流路を有する。各通路は、基材本体の一端で塞がれており、交互の通路は反対の端面で塞がれている。このようなモノリシックキャリアは、断面の平方インチ（（２．５４ｃｍ）２）当たり最大で約４００までの流路（または「セル」）を含有してもよいが、はるかにより少ない流路が使用されてもよい。例えば、キャリアは、７〜４００、好ましくは１００〜４００の平方インチ当たりセル（「ｃｐｓｉ」）を有してもよい。セルは、矩形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形であるか、または他の多角形状のものである断面を有することができる。
【００４０】
好ましい壁流基材は、セラミック様材料、例えば、コージライト、α−アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、リシア輝石、アルミナ−シリカマグネシアもしくはケイ酸ジルコニウム、または耐火金属、例えば、ステンレス鋼から構成される。好ましい壁流基材は、コージライト、チタン酸アルミニウムおよび／または炭化ケイ素から形成される。このような材料は、排気ストリームを処理する際に遭遇する環境、特に高温に耐えることができる。セラミック壁流基材は、典型的には約４０〜７０の多孔度を有する材料から形成される。この文脈において使用される場合の用語「多孔度」は、ＤＩＮ６６１３３に従う水銀多孔度測定に従って決定されると理解される。本開示によれば、３８〜７５の範囲の多孔度を有する壁流基材が好ましい。
【００４１】
したがって、本開示はまた、壁流基材が、ＤＩＮ６６１３３に従う水銀多孔度測定に従って決定して３８〜７５の範囲の多孔度を有し、壁流基材が、好ましくはコージライト基材または炭化ケイ素基材である、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターに関する。
【００４２】
一般に、本開示の触媒化スートフィルターの基材軸長さに関して制限はない。基材軸長さは、主として本開示の触媒化スートフィルターの対象とする用途に依存する。例えば、自動車分野で使用される触媒化スートフィルターの典型的な基材軸長さは、４〜１０インチ（１０．１６〜２５．４ｃｍ）、好ましくは５〜８インチ（１２．７〜２０．３２ｃｍ）の範囲である。
【００４３】
壁流基材上に存在する本開示の被覆物は、上に記載されたとおりの少なくとも１種の多孔質担体材料を含有するそれぞれのウォッシュコート組成物から形成されてもよい。結合剤および安定剤などの他の添加剤をウォッシュコート組成物中に含めることもできる。このような安定剤は、以下に記載されるとおりに、第１の被覆物もしくは第２の被覆物、または第１および第２の被覆物の両方、のいずれかに含めることができる。米国特許第４，７２７，０５２号に開示されたとおりに、多孔質担体材料、例えば、活性アルミナは、熱的に安定化されて、高温でのガンマからアルファへの望ましくないアルミナ相変態を遅らせることができる。安定剤は、マグネシウム、バリウム、カルシウムおよびストロンチウム、好ましくはストロンチウムおよびバリウムからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属成分から選択することができる。存在する場合、安定剤材料は、被覆物中に約０．０１ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）〜０．１５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）で添加される。
【００４４】
所与の被覆物は、内壁の表面上に配置される。さらに、所与の被覆物は、内壁の表面の上に、またはさらに別の被覆物の上に適用されている別の被覆物上に配置されることが考えられる。さらに、所与の被覆物は、多孔質内壁またはそれがその上に適用される被覆物に部分的に浸透してもよい。
【００４５】
所与のウォッシュコートは、任意の考えられる方法による被覆として適用することもできる。例えば、ウォッシュコートを壁流基材の内壁上に噴霧することによってウォッシュコートを適用することが考えられる。本開示によれば、浸漬被覆によって壁流基材の内壁内の所与のウォッシュコートを適用することが好ましい。
【００４６】
特に、ＰＧＭ成分が酸化触媒として使用される場合、壁流基材の内壁の上または内壁の中に適用されるウォッシュコート組成物は、好ましくは適当な多孔質担体材料、好ましくは上文に記載されたとおりの適当な耐火金属酸化物上に適当なＰＧＭ成分前駆体を分散させることによって製造される。より好ましくは、水溶性または水分散性ＰＧＭ成分前駆体が、適当な多孔質担体材料、好ましくは適当な耐火金属酸化物に含浸され、その後に乾燥工程および固定工程が続く。適当なＰＧＭ成分前駆体には、例えば、塩化白金カリウム、チオシアン酸白金アンモニウム、アミン−可溶化水酸化白金、クロロ白金酸、硝酸パラジウム、塩化ロジウム、硝酸ロジウム、ヘキサミン塩化ロジウムなどが含まれる。他の適当なＰＧＭ成分前駆体は、当業者に明らかである。含浸された担体材料は、好ましくはその上に固定されたＰＧＭ成分とともに乾燥される。一般に、乾燥温度は、６０〜２５０℃、好ましくは９０〜２１０℃、より好ましくは１００〜１５０℃の範囲である。乾燥は、窒素または空気と一緒の、任意の適当な雰囲気で行うことができる。乾燥後、適当な焼成および／または酢酸による処理などの他の適当な方法によってＰＧＭ成分を担体材料上に最終的に固定することが好ましい。一般に、水不溶性形態であるＰＧＭ成分をもたらすいずれの方法も適当である。一般に、焼成温度は、２５０〜８００℃、好ましくは３５０〜７００℃、より好ましくは４００〜６００℃の範囲である。焼成は、窒素または空気と一緒の、任意の適当な雰囲気で行うことができる。例えば、焼成によって、触媒活性元素ＰＧＭまたはその酸化物が得られる。本開示の文脈で使用される場合の最終触媒化スートフィルターに存在する「ＰＧＭ成分」という用語は、触媒活性元素ＰＧＭ、もしくはその酸化物、または元素ＰＧＭおよびその酸化物の混合物の形態のＰＧＭに関する。
【００４７】
同様に、Ｈ２Ｓ抑制物質もまた、ウォッシュコート組成物の形態で壁流基材に適用されてもよい。この文脈で、酸化触媒、特にＰＧＭ成分と関連して上に記載されたものと同じ担体材料、手段、および方法が、使用および適用されてもよい。
【００４８】
本開示の別の好ましい実施形態において、Ｈ２Ｓ抑制物質は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含有しない担体材料上に担持され、さらに好ましくは、Ｈ２Ｓ抑制物質は、担体材料上にまったく担持されない。驚くべきことに、以下に開示される実験（例４を参照）によって支持されて、非担持（ｎｏｎ−ｓｕｐｐｏｒｔｅｄまたはｕｎｓｕｐｐｏｒｔｅｄ）Ｈ２Ｓ抑制物質、または少なくともＡｌ含有担持材料上に担持されないＨ２Ｓ抑制物質が、Ｈ２Ｓ抑制または変換率の増加を示すことがわかった。
【００４９】
一般に、Ｈ２Ｓ抑制物質を含む被覆物の負荷に関する限り特定の制限はない。本開示の文脈で使用される場合の所与の被覆物の「負荷（ｌｏａｄｉｎｇ）」という用語は、それぞれの被覆物を適当に適用し、続いて、以下に記載されるとおりに、触媒化スートフィルターを乾燥および焼成する前または後に、本開示によって使用される壁流基材の質量測定によって決定される負荷を指す。
【００５０】
好ましくは、本開示の触媒化スートフィルターは、０．０５〜１ｇ／ｉｎ３（ｇ／２．５４ｃｍ）３）の範囲の負荷でＨ２Ｓ抑制物質を含む被覆物を提示する。好ましくは、Ｈ２Ｓ抑制物質を含む被覆物は、０．０６〜０．９、より好ましくは０．０７〜０．８、より好ましくは０．０８〜０．７、より好ましくは０．０９〜０．６、さらにより好ましくは０．１〜０．５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）の範囲の負荷で存在する。さらにより好ましくは、Ｈ２Ｓ抑制物質を含む被覆物は、０．１５〜０．４、より好ましくは０．２〜０．３ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）の範囲の負荷で存在する。
【００５１】
同様に、酸化触媒を含む被覆物の負荷に関する限り特定の制限はない。好ましくは、本開示の触媒化スートフィルターは、０．０５〜１．５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）の範囲の負荷で酸化触媒を含む被覆物を提示する。好ましくは、酸化触媒を含む被覆物は、０．０５〜１、より好ましくは０．０５〜０．７５、さらにより好ましくは０．０５〜０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）の範囲の負荷で存在する。さらにより好ましくは、入口被覆物は、０．０５〜０．１５、より好ましくは０．０５〜０．０７５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）の範囲の負荷で存在する。
【００５２】
したがって、本開示は、Ｈ２Ｓ抑制物質を含む被覆物の負荷が、０．０５〜１、好ましくは０．１〜０．５、より好ましくは０．２〜０．３ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）の範囲であり、かつ酸化触媒を含む被覆物の負荷が、０．０５〜１．５、好ましくは０．０５〜０．２５、より好ましくは０．０５〜０．０７５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）の範囲である、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターに関する。
【００５３】
さらに、酸化触媒およびＨ２Ｓ抑制物質のいずれも、担持材料上に担持されてもよい。これは酸化触媒に特に適用されるが、以下はまた、Ｈ２Ｓ抑制物質に移しかえられてもよい。酸化触媒は、好ましくは、上に詳述されたとおりに、担持材料上でフィルター基材に適用される。酸化触媒が担持される場合、それは任意の実行可能な量で担持材料上に存在してもよく、言い換えれば、担持材料上の酸化触媒の負荷は、決して限定されない。この文脈において、担持材料上の酸化触媒の負荷は、０．０５〜５ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）、好ましくは０．１〜４ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）、さらに好ましくは０．５〜３ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）、最も好ましくは１〜２ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）の範囲である。
【００５４】
本開示はまた、このような触媒化スートフィルターを製造する方法であって、
（ｉ）ＤＩＮ６６１３３に従う水銀多孔度測定によって決定して好ましくは３８〜７５の範囲の多孔度を有する壁流基材を準備する工程であり、
前記壁流基材が、好ましくはコージライト基材、チタン酸アルミニウムまたは炭化ケイ素基材であり、前記壁流基材が、入口端、および出口端、入口端と出口端の間に延びる基材軸長さ、ならびに壁流基材の内壁によって規定される複数の通路を含み、
前記複数の通路が、開放入口端および閉鎖出口端を有する入口通路、ならびに閉鎖入口端および開放出口端を有する出口通路を含み、
所与の入口通路、隣接する出口通路、および前記入口通路と前記出口通路の間の内壁が、通路全体を規定する、
工程と、
（ｉｉ）第１の被覆物を、通路全体の少なくとも２５％の内壁の少なくとも一部に、第１の被覆物が入口端から第１の被覆物端まで延び、それによって入口被覆物長さが規定されるように、適用する工程であって、入口被覆物長さが、基材軸長さのｘ％であり、２５≦ｘ≦１００であり、前記第１の被覆物が、少なくとも１種の酸化触媒または少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む、工程と、
（ｉｉｉ）第２の被覆物が、通路全体の少なくとも２５％の内壁の少なくとも一部に、第２の被覆物が出口端から第２の被覆物端まで延び、それによって出口被覆物長さが規定されるように、適用する工程であって、出口被覆物長さが、基材軸長さのｙ％であり、２５≦ｙ≦１００であり、前記第２の被覆物が、少なくとも１種の酸化触媒または少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含む、工程と
を含み、
入口被覆物および出口被覆物の一方が、少なくとも１種の酸化触媒を含み、入口被覆物および出口被覆物の他方が、少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質を含み、前記少なくとも１種の酸化触媒および前記少なくとも１種のＨ２Ｓ抑制物質が、壁流フィルター基材の内壁によって分離されており、総被覆物長さが、ｘ＋ｙであり、ｘ＋ｙ≧１００である、
方法に関する。
【００５５】
触媒化スートフィルターに関連して上に記載された、好ましい実施形態および構造的制限のすべて、ならびに材料および方法のすべては、変更すべきところは変更して、製造する方法にも適用可能である。したがって、触媒化スートフィルターに関連して上で定義されたとおりの、好ましい値、値の範囲、例えば、濃度、長さ、量および比は、このような触媒化スートフィルターを製造する方法にも適用される。
【００５６】
本開示によれば、工程（ｉｉ）は、工程（ｉｉｉ）の前に行われてもよく、それによって入口被覆物は、出口被覆物の前に適用される。
【００５７】
したがって、本開示はまた、工程（ｉｉ）が工程（ｉｉｉ）の前に行われ、入口被覆物が出口被覆物の前に適用される、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターを製造する方法に関する。
【００５８】
本開示によれば、工程（ｉｉｉ）は工程（ｉｉ）の前に行われ、それによって、出口被覆物は入口被覆物の前に適用される。
【００５９】
したがって、本開示はまた、工程（ｉｉｉ）が工程（ｉｉ）の前に行われ、出口被覆物が入口被覆物の前に適用される、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターを製造する方法に関する。
【００６０】
本開示によれば、Ｈ２Ｓ抑制物質が最初に、続いて酸化触媒が、壁流基材上に被覆されることが好ましい。したがって、Ｈ２Ｓ抑制物質が入口側または出口側の上に被覆されるかどうかに依存して、それぞれ、入口側または出口側は、Ｈ２Ｓ抑制物質で最初に被覆され、続いて、それぞれの他の側の上に酸化触媒が被覆される。
【００６１】
本開示の触媒化スートフィルターは、一体型排出処理システム、特にディーゼル排気排出物の処理のために１つ以上の追加の構成要素を含む排気導管で使用することができる。例えば、最も好ましくはディーゼルエンジンと流体連通しているこのような排気導管は、本開示による触媒化スートフィルターを含んでもよく、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）物品ならびに／または選択的触媒還元（ＳＣＲ）物品、ＮＯｘ吸蔵還元（ＮＳＲ）触媒物品ならびに／または希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）物品をさらに含んでもよい。最も好ましくは、ＤＯＣ物品および／またはＳＣＲ物品および／またはＮＳＲ物品および／またはＬＮＴ物品は、触媒化スートフィルターと流体連通している。
【００６２】
特に好ましい実施形態において、本開示の触媒化スートフィルターは、Ｈ２Ｓを生成する物品の下流に配列されている。このような物品は、上記物品のいずれでも、特にＬＮＴ物品、すなわち、ＬＮＴ−ＣＳＦタイプの配列であってもよい。しかしながら、本開示の触媒化スートフィルターは、ＬＮＴ−ＳＣＲ−ＣＳＦ形式の配列、ＤＯＣ−ＮＳＲ−ＣＳＦ形式の配列、ＤＯＣ−ＳＣＲ−ＣＳＦ形式の配列、またはＤＯＣ−ＣＳＦ−ＳＣＲ形式の配列であった方がよい。代わりにまたは追加的に、本開示の触媒化スートフィルターは、受動的ＮＯｘ吸着器と接続して配列されている方がよい。
【００６３】
したがって、本開示はまた、ディーゼル排気ストリームを処理するシステムに含まれる、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターであって、前記システムが、
排気マニホールドを介してディーゼルエンジンと流体連通している排気導管と、
上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターと、
触媒化スートフィルターと流体連通している以下：ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）物品、ＮＯｘ吸蔵還元（ＮＳＲ）触媒物品、希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）物品の１つ以上と
を含み、好ましくは、触媒化スートフィルターが、Ｈ２Ｓを発生させる物品の下流、特にＬＮＴ物品の下流に配列されている、触媒化スートフィルターに関する。
【００６４】
排気導管における使用のための適当なＳＣＲ物品は、典型的にはＯ２と任意の過剰のＮＨ３とのＮ２およびＨ２Ｏへの反応を触媒することができ、その結果、ＮＨ３は、大気に排出されない。排気導管で使用される有用なＳＣＲ触媒組成物は、６５０℃を超える温度に対して耐熱性も有するべきである。上流触媒化スートフィルターの再生の間に、このような高温が発生することがある。適当なＳＣＲ物品は、例えば、米国特許第４，９６１，９１７号および米国特許第５，５１６，４９７号に記載されている。適当なＳＣＲ物品は、典型的にはゼオライト中に存在する鉄および銅促進剤の一方または両方を、促進剤に加えてゼオライトの総質量の、約０．１〜３０質量パーセント、好ましくは約１〜５質量パーセントの量で含む。典型的なゼオライトは、ＣＨＡ骨格構造を提示してもよい。
【００６５】
好ましくは、このシステムにおいて、触媒化スートフィルターは、ＬＮＴ物品の下流に配列されている。より好ましくは、このシステムは、ＮＯｘ還元触媒物品を含まず、より好ましくは、このシステムは、ＮＯｘ吸蔵還元（ＮＳＲ）触媒物品を含まない。
【００６６】
したがって、本発明はまた、煤粒子およびＨ２Ｓを含有するディーゼルエンジン排気ストリームを処理する方法であって、好ましくは排気ストリームを、Ｈ２Ｓを生成し得る希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）物品に通した後に、排気ストリームを上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターと接触させる工程を含む方法に関する。
【００６７】
本開示はまた、煤粒子を含有する排気ストリーム、好ましくはディーゼルエンジン排気ストリームの処理における、上で定義されたとおりの触媒化スートフィルターを使用する方法であって、排気ストリームを触媒化スートフィルターと接触させる、さらに好ましくは排気スートフィルターを、Ｈ２Ｓを生成する物品の下流に配列する、方法に関する。触媒化スートフィルターは、自動車触媒作用、および／または煤負荷排気ストリームを生成する他のエンジンなどにおける、非自動車触媒作用のために使用されてもよい。
【００６８】
最後に、本発明はまた、好ましくはＣｕＯの平均微結晶サイズが少なくとも３０ｎｍ、さらに好ましくは少なくとも４０ｎｍ、より好ましくは少なくとも５０ｎｍである、黒銅鉱相中のＣｕＯをＨ２Ｓ抑制物質として使用する方法に関する。ＣｕＯ材料に関して上記で詳細に述べらた好ましい実施形態は、Ｈ２Ｓ抑制物質としての使用の好ましい実施形態でもある。
【００６９】
以下において、本開示は実施例によってさらに例証される。
【実施例】
【００７０】
１．Ｈ２Ｓ抑制物質の被覆物長さの増加によるＨ２Ｓスリップ（ｓｌｉｐ）の減少
１．１  例１．１〜例１．４−触媒製造
例１．１〜例１．４のフィルターを、以下の表１に概略されるとおりの異なる特徴を有する、類似の方法で製造した。
【００７１】
ＣｕＯを水に懸濁させて、３０〜４０％の固形分のスラリーを作製し；このスラリーをＤ９０＜４μｍに粉砕した。次いで、スラリーを質量で１０％の固体に希釈した。
【００７２】
別個に、Ｐｔ含有スラリーを作製した。予備粉砕したＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３粉末（粒子の９０％は、５マイクロメートル未満である、Ｄ９０＜５μｍ）を水に懸濁させて、４０％の固体に到達させた。この懸濁液に、計算量（以下の表１を参照）のテトラモノエタノールアミン水酸化白金溶液を撹拌しながら滴下した。
【００７３】
平均細孔サイズ約１１μｍの約４２％の多孔度および２．１リットルの容量を有する、炭化ケイ素から作られているフィルター基材を準備した。ＣｕＯスラリーを最初にフィルターの入口側から被覆した。基材をスラリー中に、入口側をスラリーレベルの下に、出口側をスラリーレベルの上に保持して、以下の表１に示されるとおりの量まで浸漬して、対応する入口被覆率をもたらした。基材をスラリーから引き出し、ウォッシュコートスラリーが入口側からまったく出てこなくなるまでチャネルの出口側から空気流を吹き付けた。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯで被覆されているフィルターの入口側の以下に示されるパーセントをもたらした。
【００７４】
同様に、次いで、Ｐｔスラリーをフィルターの出口側から被覆した。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上のＰｔで被覆されているフィルターの出口側の以下の示されるパーセントをもたらした。
【００７５】
この試料を、空気中１０％の水とともにオーブン中８００℃で１６時間エージングさせ、表１に示されるとおりの被覆特性を有するＣＳＦをもたらした。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
１．２  例１．５−Ｈ２Ｓ抑制評価の試験手順
例１．１〜例１．４のそれぞれのＣＳＦを、試験前に硫黄を負荷したＬＮＴの下流で試験した。合わせたＬＮＴ＋ＣＳＦの試料を、２Ｌの排気量の４気筒ライトデューティディーゼルエンジンの排気ストリームの中に置いた。
【００７８】
Ｈ２Ｓ抑制評価について、脱硫酸化手順（ＤｅＳＯｘ）をＬＮＴに適用した。この手順において、空気対燃料比（ラムダ）は、合計１０分間に０．９５（３０秒）と１．０５（１０秒）の間で変化した。ＤｅＳＯｘ手順の間、Ｈ２Ｓ（５００ｐｐｍ）はＬＮＴから排出され、それぞれのＣＳＦに入った。触媒化スートフィルターの前面の温度は６００〜６５０℃であり、ガス流量は２６０ｋｇ／時間であった。ＤｅＳＯｘ手順の間、Ｈ２Ｓは、ＳＯ２に変換される。ＣＳＦ排出物中のＨ２Ｓ濃度を質量分析計でモニターした。
【００７９】
図１は、硫黄負荷ＬＮＴの脱硫酸化の間の、例１．１〜例１．４の４つの試料のＨ２Ｓ排出をｐｐｍのＨ２Ｓで示す。ＬＮＴは、５００ｐｐｍのＨ２Ｓ（ＬＮＴ外）を与え、４つの試料は、２００ｐｐｍ（例１．１のＣＳＦ）と２５ｐｐｍ未満（例１．４のＣＳＦ）の間のＨ２Ｓ排出を示す。これらの結果から、Ｈ２Ｓ抑制物質（ＣｕＯ）の被覆帯域が長ければ長いほど、Ｈ２Ｓ排出は低くなることが明らかになる。
【００８０】
２．被覆物の分離によるＣＯ排出の減少
２．１  例２．１（比較）−入口側１００％の上の一様な被覆物を有する触媒製造
例２．１は、０．１ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の１．５ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｔおよび０．４ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯを含有する。この組成は、フィルターの長さを通して同じである。
【００８１】
触媒被覆物スラリーを製造するために、予備粉砕したＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３粉末（粒子の９０％は、５マイクロメートル未満である、Ｄ９０＜５μｍ）を水に懸濁させ、約４０％の固体に到達させた。この懸濁液に計算量のテトラモノエタノールアミン水酸化白金溶液を撹拌しながら滴下した。
【００８２】
ＣｕＯ粉末を水に懸濁させ、３０〜４０％の固形分のスラリーを作製し；このスラリーをＤ９０＜４μｍに粉砕した。計算量のこのスラリーを計算量のＰｔスラリーと混合して、触媒組成で設定した成分比に到達させた。次いで、合わせたスラリーを質量で１４％の固体に希釈した。
【００８３】
平均細孔サイズ約１１μｍの約４２％の多孔度および２．１リットルの容量を有する、炭化ケイ素から作られているフィルター基材を準備した。次いで、フィルター基材をスラリー中に、基材の入口側をスラリーレベルの下におよび出口側をスラリーレベルのすぐ上（約１／４インチ）にして浸漬することによって、スラリーをウォッシュコートした。基材をスラリーから引き出し、ウォッシュコートスラリーが入口側からまったく出てこなくなるまで、空気流をチャネルの出口側から吹き付けた。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、０．１ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の１．５ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｔおよび０．４ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯを有するフィルターの入口側の被覆物１００％をもたらした。
【００８４】
試料を、空気中１０％の水とともにオーブン中８００℃で１６時間エージングさせた。
【００８５】
２．２  例２．２（本発明）−入口側１００％の上のＣｕＯ被覆物および出口側１００％の上のＰｔ被覆物による触媒製造
例２．２は、０．０５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の１．０ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｔおよび０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯを含有する。この組成は、フィルターの長さを通して同じである。
【００８６】
ＣｕＯを水に懸濁させて、３０〜４０％の固形分のスラリーを作製し；このスラリーをＤ９０＜４μｍに粉砕した。次いで、スラリーを質量で１０％の固体に希釈した。
【００８７】
別個に、Ｐｔ含有スラリーを作製した。予備粉砕したＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３粉末（粒子の９０％は、５マイクロメートル未満である、Ｄ９０＜５μｍ）を水に懸濁させて、４０％の固体に到達させた。この懸濁液に、計算量のテトラモノエタノールアミン水酸化白金溶液を撹拌しながら滴下した。
【００８８】
平均細孔サイズ約１１μｍの約４２％の多孔度および２．１リットルの容量を有する、炭化ケイ素から作られているフィルター基材を準備した。ＣｕＯスラリーを最初にフィルターの入口側から被覆した。基材をスラリー中に、入口側をスラリーレベルの下におよび出口側をスラリーレベルの１／４ｉｎ（２．５４ｃｍ）上に保持して浸漬した。基材をスラリーから引き出し、ウォッシュコートスラリーが入口側からまったく出てこなくなるまで空気流をチャネルの出口側から吹き付けた。次いで、被覆された試料を１００℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯによって被覆されているフィルターの入口側１００％をもたらした。
【００８９】
同様に、次いで、Ｐｔスラリーをフィルターの出口側から被覆した。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、０．０５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の１．０ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｔによって被覆されているフィルターの出口側１００％をもたらした。
【００９０】
試料を、空気中１０％の水とともにオーブン中８００℃で１６時間エージングさせ、０．０５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の１．０ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｔおよび０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯを含有するフィルターをもたらし、フィルターの長さを通して均一な被覆物であった。
【００９１】
２．３  例２．３−ＣＯ二次排出の比較
非被覆フィルター基材（平均細孔サイズ約１１μｍの約４２％の多孔度および２．１リットルの容量を有する、炭化ケイ素から作られているフィルター基材）ならびに例２．１および２．２の２つのフィルター基材を、煤負荷フィルターの能動的フィルター再生の間のＣＯ酸化（ＣＯ二次排出）について試験した。煤酸化中に高い量のＣＯが生成し、これは、酸化触媒によってフィルター基材の上でＣＯ２に酸化される必要がある。
【００９２】
試験前に、２Ｌの排気量の４気筒ライトデューティディーゼルエンジンの排気ストリーム中で試料に１１ｇ／ｌの煤を負荷した。
【００９３】
能動的再生試験のために、３つの試料のそれぞれを、２Ｌの排気量の４気筒ライトデューティディーゼルエンジンの排気ライン中の標準的なディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の下流に置いた。触媒化スートフィルターの前面の温度は、１０分間で６２０℃に上昇した。ＣＯ濃度をモニターした。煤燃焼からの生成量は、非被覆フィルター基材のＣＯ排出物によって表す。
【００９４】
図２および図３からわかるように、能動的フィルター再生の間のＣＯ二次排出は、非被覆フィルター、ならびに例２．１のフィルター（最高７００ｐｐｍ）および非被覆フィルター（最高１２００ｐｐｍ）と比較して、例２．２のフィルター（最高３５０ｐｐｍ）において減少する。
【００９５】
２．４  例２．４−Ｈ２Ｓ抑制の比較
例２．１および２．２の試料を、煤負荷フィルターの能動的フィルター再生の間のＨ２Ｓ抑制について試験した。フィルターは両方とも、能動的フィルター再生の間に２０ｐｐｍ未満のＨ２Ｓ排出物を示す。
【００９６】
３．背圧の低下
３．１  例３．１〜３．３−異なるＣｕＯ被覆による触媒製造
例３．１〜３．３は、０．０５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の２．０ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｄおよび０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯを含有する。この組成は、フィルターの長さを通して同じである。
【００９７】
一般的な手順：
ＣｕＯを水に懸濁させて、３０〜４０％の固形分のスラリーを作製し；このスラリーをＤ９０＜４μｍに粉砕した。次いで、スラリーを１０固体質量％に希釈した。
【００９８】
別個に、Ｐｄ含有スラリーを作製した。予備粉砕したＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３粉末（粒子の９０％は、５マイクロメートル未満である、Ｄ９０＜５μｍ）を水に懸濁させて、４０％の固体に到達させた。この懸濁液に、計算量の硝酸パラジウム溶液を撹拌しながら滴下した。
【００９９】
平均細孔サイズ約１１μｍの約４２％の多孔度および２．１リットルの容量を有する、炭化ケイ素から作られているフィルター基材を準備した。ＣｕＯスラリーを最初にフィルターの入口側から被覆した。基材をスラリー中に、入口側をスラリーレベルの下におよび出口側をスラリーレベルの１／４インチ（２．５４ｃｍ）上に保持して浸漬した。基材をスラリーから引き出し、ウォッシュコートスラリーが入口側からまったく出てこなくなるまで空気流をチャネルの出口側から吹き付けた。次いで、被覆された試料を１００℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯによって被覆されているフィルターの入口側１００％をもたらした。  
同様に、次いで、Ｐｄスラリーをフィルターの出口側から被覆した。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、０．０５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の２．０ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｄによって被覆されているフィルターの出口側１００％をもたらした。
【０１００】
試料を、空気中１０％の水とともにオーブン中８００℃で１６時間エージングさせ、０．０５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の１．０ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｔおよび０．２５ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯを含有するフィルターをもたらし、フィルターの長さを通して均一な被覆物であった。
【０１０１】
例３．１：
使用したＣｕＯは、９６．７％のＣｕＯ、１．１％のＡｌ２Ｏ３および０．６％のＳｉＯ２の組成（Ｘ線蛍光、ＸＲＦにより決定）を有する。ＣｕＯは、黒銅鉱相中にあり、平均微結晶サイズは１５ｎｍである。ＣｕＯ粉末のＢＥＴ表面は、３．６６ｍ２／ｇである。ＣｕＯ粉末を分散させる前の粒径分布（ＰＳＤ）は、以下のとおりである：Ｄ９０＜２９．６μｍ、Ｄ５０＜８．４μｍおよびＤ１０＜１．７μｍ。
【０１０２】
例３．２：
使用したＣｕＯは、９２．４％のＣｕＯ、３．９％のＡｌ２Ｏ３および２．２％のＳｉＯ２の組成（Ｘ線蛍光、ＸＲＦにより決定）を有する。ＣｕＯは、黒銅鉱相中にあり、平均微結晶サイズは１５ｎｍである。ＣｕＯ粉末のＢＥＴ表面は、２．３２ｍ２／ｇである。ＣｕＯ粉末を分散させる前の粒径分布（ＰＳＤ）は、以下のとおりである：Ｄ９０＜８４．０μｍ、Ｄ５０＜６４．４μｍおよびＤ１０＜２０．０μｍ。
【０１０３】
例３．３：
使用したＣｕＯは、９５．５％のＣｕＯ、２．０％のＡｌ２Ｏ３および０．７％のＳｉＯ２の組成（Ｘ線蛍光、ＸＲＦにより決定）を有する。ＣｕＯは、黒銅鉱相中にあり、平均微結晶サイズは５５ｎｍである。ＣｕＯ粉末のＢＥＴ表面は、０．９４ｍ２／ｇである。ＣｕＯ粉末を分散させる前の粒径分布（ＰＳＤ）は、以下のとおりである：Ｄ９０＜３３．６μｍ、Ｄ５０＜１６．３μｍおよびＤ１０＜５．２μｍ。
【０１０４】
上記所与の３つの例３．１〜３．３のすべてにおいて、窒素細孔サイズ分布および表面積分析は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  ＴｒｉＳｔａｒ  ３０００シリーズ機器で測定する。それらは、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  ＳｍａｒｔＰｒｅｐ脱ガス装置で合計６時間（乾燥窒素流下、３００℃までの上昇２時間、次いで３００℃で保持４時間）脱気する。ＢＥＴ表面積は、０．０８〜０．２０の間の５つの分圧点を使用して決定する。窒素細孔サイズ（ＢＪＨ）は、３３の脱着点を使用して決定する。
【０１０５】
試料サイズは、顧客により与えられた推定表面によって、等式：（推定表面）＊（試料質量）＝１０〜５０を使用して決定する。これは一般的な原則であるが、計算値を超えるまたはそれ未満の試料質量は、表面積の結果を変えず、分析にかかる時間の長さを変える、すなわち、過剰な量の試料に対して分析がより長くかかるに過ぎない。
【０１０６】
３．２  例３．４−ＣＯ二次排出の比較
非被覆フィルター基材（平均細孔サイズ約１１μｍの約４２％の多孔度および２．１リットルの容量を有する、炭化ケイ素から作られているフィルター基材）ならびに例３．１〜３．３の３つのフィルター基材を、煤負荷フィルターの能動的フィルター再生の間のＣＯ酸化（ＣＯ二次排出）について試験した。煤酸化の中に高い量のＣＯが生成し、これは、貴金属によってフィルター基材の上でＣＯ２に酸化される必要がある。
【０１０７】
試験前に、２Ｌの排気量の４気筒ライトデューティディーゼルエンジンの排気ストリーム中で試料に１１ｇ／ｌの煤を負荷した。
【０１０８】
能動的再生試験のために、３つの試料のそれぞれを、２Ｌの排気量の４気筒ライトデューティディーゼルエンジンの排気ライン中で標準的なディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の下流に置いた。触媒化スートフィルターの前面の温度は、１０分間で６２０℃に上昇した。ＣＯ濃度をモニターした。煤燃焼からの生成量は、非被覆フィルター基材のＣＯ排出物によって表す。
【０１０９】
図４および図５からわかるように、能動的フィルター再生の間のＣＯ二次排出は、非被覆フィルターならびに例３．１および３．２のフィルターと比較して、例３．３のフィルターで最低であった。
【０１１０】
３．３  例３．５−Ｈ２Ｓ抑制の比較
例３．１〜３．３のフィルターを、煤負荷フィルターの能動的フィルター再生の間のＨ２Ｓ抑制について試験した。３つのフィルターはすべて、能動的フィルター再生の間に２０ｐｐｍ未満のＨ２Ｓ排出物を示す。
【０１１１】
３．４  例３．６−異なるタイプのＣｕＯを使用しての背圧の比較
フィルターの背圧増加は、２０℃での空気流によるフローベンチ（ｆｌｏｗ  ｂｅｎｃｈ）（冷フローベンチ）で測定した。それぞれのフィルターを、全空気流がフィルターを強制的に通るように試料ホルダに取り付けた。
【０１１２】
空気流を６００ｍ３／時間に調整した。それぞれのフィルターの背圧増加を、フィルター基材の下流および上流での圧力の差として測定した。
【０１１３】
非被覆および被覆基材（例３．１、３．２および３．３）の背圧増加を測定した。パーセント単位での被覆フィルターの背圧増加（Ｄｐ）を、被覆フィルターおよび非被覆フィルターの背圧増加から計算した：
【数１】
0006632988.tif 000003
結果を図６に示す。見てもわかるように、例３．３のフィルターは、背圧の最も少ない増加を示す。
【０１１４】
４．非担持ＣｕＯ
４．１  例４．１−ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３上に担持されたＣｕＯによる触媒製造
例４．１は、０．１ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上の２ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）のＰｔおよびＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３（５％ＳｉＯ２）上に担持された０．３ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３）のＣｕＯ物質を含有し、ここで、ＣｕＯ負荷は１５質量％である。
【０１１５】
硝酸Ｃｕ溶液を、初期湿潤技術を使用してＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３担体上に最初に含浸させて、質量で１５％のＣｕＯ負荷に到達させた。含浸させた粉末を１１０℃で一晩乾燥させ、次いで、オーブン中空気中５００℃で２時間焼成した。焼成したＣｕＯ／ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３粉末をＤ９０＜５μｍで連続ミルによって粉砕した。スラリー固形分を、目標負荷（０．３ｇ／ｉｎ３（ｇ／（２．５４ｃｍ）３））に対して適切なレベルに調整後、フィルター基材（平均細孔サイズ約１１μｍの約４２％の多孔度および２．１リットルの容量を有する、炭化ケイ素で作られているフィルター基材）をスラリー中に、出口側をスラリーレベルの１／４インチ（２．５４ｃｍ）上に保持して浸漬した。基材をスラリーから引き出し、ウォッシュコートスラリーが入口側からまったく出てこなくなるまで空気流をチャネルの出口側から吹き付けた。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成した。
【０１１６】
Ｐｔ含有スラリーを別個に作製した。予備粉砕したＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３粉末（粒子の９０％は、５マイクロメートル未満である、またはＤ９０＜５μｍ）を水に懸濁させて、約４０％の固体に到達させた。この懸濁液に、計算量のテトラモノエタノールアミン水酸化白金溶液を撹拌しながら滴下した。得られたスラリーを水でさらに希釈して、質量で約４％の固体を達成した。
【０１１７】
同様に、Ｐｔスラリーを１００％の被覆率でフィルターの出口側から被覆した。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成した。被覆帯域におけるＰｔ負荷は、２ｇ／ｆｔ３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）３）である。
【０１１８】
試料を、空気中１０％の水とともにオーブン中８００℃で１６時間エージングさせた。
【０１１９】
４．２  例４．２−Ｈ２Ｓ抑制の比較
煤負荷フィルターの能動的フィルター再生の間のＨ２Ｓ抑制に関して、例２．２のフィルターを例４．１のフィルターと比較した。
【０１２０】
例２．２および４．１のそれぞれのＣＳＦを、試験前に硫黄を負荷したＬＮＴの下流で試験した。合わせたＬＮＴ＋ＣＳＦの試料を実験室ガス反応器組立てに置いた。
【０１２１】
Ｈ２Ｓ抑制評価について、脱硫酸化手順（ＤｅＳＯｘ）をＬＮＴに適用した。この手順において、空気対燃料比（ラムダ）は、合計で１０分間の間に０．９５（リッチ、３０秒）と１．０７（リーン、１０秒）の間で変化した。ＤｅＳＯｘ手順の間、Ｈ２Ｓ（５００ｐｐｍ）がＬＮＴから排出され、それぞれのＣＳＦに入った。ＬＮＴの前面の温度は６７０℃であり、触媒化スートフィルターの前面で４６０〜５４０℃であり、ＣＳＦ空間速度は３４Ｋであった。ＤｅＳＯｘ手順の間に、Ｈ２Ｓは、ＳＯ２に変換される。ＣＳＦ排出物中のＨ２Ｓ濃度を、質量分析計でモニターした。
【０１２２】
結果を以下の表２に要約する：
【表２】
0006632988.tif 000004
【０１２３】
例２．２および４．１のフィルターのこの比較試験からわかるように、例４．１のフィルターは、例４．１で高表面積のＣｕＯを有するにもかかわらず、この試料は、例２．２のフィルターよりも高いＨ２Ｓ排出物を示す。
【０１２４】
５．入口側でのＣｕＯ対出口側でのＣｕＯ
５．１  例５．１〜５．６−触媒製造
以下の表２に概略されるとおりの異なる特性を有し、例５．１〜５．６のフィルターを類似の方法で製造した。
【０１２５】
ＣｕＯを水に懸濁させて、３０〜４０％の固形分のスラリーを作製し；このスラリーをＤ９０＜４μｍに粉砕した。次いで、スラリーを質量で１０％の固体に希釈した。
【０１２６】
別個に、Ｐｔ含有スラリーを作製した。予備粉砕したＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３粉末（粒子の９０％は、５マイクロメートル未満である、Ｄ９０＜５μｍ）を水に懸濁させて、４０％の固体に到達させた。この懸濁液に、計算量（以下の表２を参照）のテトラモノエタノールアミン水酸化白金溶液を撹拌しながら滴下した。
【０１２７】
平均細孔サイズ約１１μｍの約４２％の多孔度および２．１リットルの容量を有する、炭化ケイ素から作られているフィルター基材を準備した。この基材を最初にそれぞれのスラリー（以下の表２を参照）中に、以下の表２に示されるとおりの量に、入口側をスラリーレベルの下に、および出口側をスラリーレベルの上に保持して浸漬して、対応する入口被覆率をもたらした。基材をスラリーから引き出し、ウォッシュコートスラリーが入口側からまったく出てこなくなるまで、空気流をチャネルの出口側から吹き付けた。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、フィルターの入口側の以下に示されるパーセントをもたらした。
【０１２８】
同様に、次いで、他のそれぞれのスラリーをフィルターの出口側から被覆した。次いで、被覆された試料を１１０℃で２時間乾燥させ、空気中４５０℃で１時間焼成し、フィルターの出口側の以下に示されるパーセントをもたらした（表２を参照）。
【０１２９】
試料を、空気中１０％の水とともにオーブン中８００℃で１６時間エージングさせ、表２に示されるとおりの被覆特性を有するＣＳＦをもたらした。
【０１３０】
【表３】
0006632988.tif 000005
【０１３１】
５．２  例５．７−ＣＯ二次排出の比較
例５．１〜５．６の６つのフィルター基材を、煤負荷フィルターの能動的フィルター再生の間のＣＯ酸化（ＣＯ二次排出）について試験した。煤酸化の間に高い量のＣＯが生成し、これは、酸化触媒によってフィルター基材の上でＣＯ２に酸化される必要がある。
【０１３２】
試験前に、試料に、２Ｌ排気量の４気筒ライトデューティディーゼルエンジンの排気ストリーム中で１１ｇ／ｌの煤を負荷した。
【０１３３】
能動的再生試験のために、３つの試料のそれぞれを、２Ｌ排気量の４気筒ライトデューティディーゼルエンジンの排気ライン中で標準的なディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の下流に置いた。触媒化スートフィルターの前面の温度は、１０分間で６２０℃に上昇した。ＣＯ濃度をモニターした。煤燃焼からの生成量は、非被覆フィルター基材のＣＯ排出物によって表す。
【０１３４】
図７からわかるように、能動的フィルター再生の間のＣＯ二次排出は、入口側および出口側に関して逆の被覆を有する例５．４のフィルターと比較して、例５．１のフィルターで減少する。同じことがまた、それぞれ、例５．２および５．５、ならびに５．３および５．６のフィルターの比較からも結論されてもよい。
【図１】
0006632988.tif 000006
【図２】
0006632988.tif 000007
【図３】
0006632988.tif 000008
【図４】
0006632988.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
0006632988.tif 000012