(57)【要約】【課題】  排ガス処理用の銀添加触媒を提供する。【解決手段】  排ガス処理エレメントを製造する方法が、触媒担体物質を含むスラリーで基材を薄め塗装するステップを含む。スラリーからの少なくとも一部の触媒担体物質が基材に移動され、銀金属（Ａｇ）が触媒担体物質内に分散される。【選択図】  図１
2005199262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯ２を含む排気流からＮＯｘを除去する方法であって、
ＳＯ２を含む排気流を排ガス処理エレメントを経由して流すステップと、
排気流から少なくとも一部のＮＯｘを触媒作用を介して除去するステップと、
を含んでなり、排ガス処理エレメントが、
基材と、
基材に固着される触媒と、
を含み、触媒が、約４重量％〜約１０重量％の量で触媒担体物質内に分散した銀金属を含む、方法。
【請求項２】
ＳＯ２が約２ｐｐｍ〜約３００ｐｐｍの量で排気流に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ディーゼル燃料を補充の還元体として使用するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
触媒担体物質がγ−アルミナを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
触媒担体物質がゼオライトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
排ガス処理システムであって、
排気流管路と、
排気流管路に配置されるプラズマ反応器と、
プラズマ反応器から下流側の位置で排気流管路に配置される排ガス処理エレメントと、
を含んでなり、排ガス処理エレメントが、
基材と、
基材に固着される触媒と、
を含み、触媒が、約０．５重量％〜約２重量％の量で触媒担体物質内に分散した銀金属を含む、システム。
【請求項７】
触媒担体物質が、γ−アルミナおよびゼオライトのうちの少なくとも１個を含む、請求項６に記載の排ガス処理システム。
【請求項８】
排気流管路との流体連通の中に補充の還元体入口を更に含む、請求項６に記載の排ガス処理システム。
【請求項９】
基材が、アルミナハニカムおよびコーディエライトのうちの少なくとも１個を含む、請求項６に記載の排ガス処理システム。
【請求項１０】
プラズマ反応器が非熱的プラズマ反応器である、請求項６に記載の排ガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に触媒作用のある排ガス処理エレメントに関し、より詳しくは銀添加触媒を含む排ガス処理エレメントを使用して、排気流中のＮＯｘを減少させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、種々のガスおよび燃焼生成物を含む排気流を発生することがある。例えば一酸化窒素（ＮＯ）および二酸化窒素（ＮＯ２）を含めて、窒素酸化物ガス（ＮＯｘ）のような数種のガスが、酸性雨およびその他好ましくない影響の形態で、環境汚染の一因となる可能性がある。その結果、大気に放出されるＮＯｘのレベルを減少させようとして、多くの規制がエンジン製造業者に課せられてきた。
【０００３】
希薄燃焼エンジンの排気流からＮＯｘを除去することは、特に困難な取り組みであるはずである。希薄燃焼エンジンは、ディーゼルエンジンおよびある種の火花点火エンジンを含み、過剰の酸素で運転することができる。具体的には、希薄燃焼エンジンでは、エンジンに入る燃料を化学量論的に消費するのに必要なものに比べて、より多くの酸素をエンジンに供給することができる。その結果、これらの希薄燃焼エンジンの排気流が酸素リッチになる可能性があり、このことは、ＮＯｘ除去に関して、利用できる好適な技術を制限するおそれがある。
【０００４】
希薄燃焼エンジンの排気流中のＮＯｘ濃度を減らすために、炭化水素還元体を用いて、酸素リッチ排気流中のＮＯｘを選択的に減少させることができる相当量の希薄ＮＯｘ触媒が開発されてきた。これらの希薄ＮＯｘ触媒システムは、十分に有効にするため、十分なレベルの炭化水素化学種の存在に依存することになる。多くの希薄燃焼エンジンの排気流中で利用できる炭化水素の量が、低いこともある。したがって、活性触媒システムを含むいくつかの応用では、ＮＯｘ化合物の減少を促進するために、例えばディーゼル燃料のような炭化水素化合物を排気流に導入することになる。
【０００５】
なんらかの形態のアルミナを含むいくつかの希薄ＮＯｘ触媒が開発されてきた。アルミナは、耐久性がある材料として既知であり、高温での希薄ＮＯｘ反応用の触媒としての展望を示してきた。それにもかかわらず、アルミナ系触媒でさえ問題があると判明した。例えば、希薄燃焼エンジンに使用されてきたある種の触媒または触媒システムは、低いＮＯｘ転化効率、不十分な触媒耐久性、低い熱安定性、狭い有効温度領域、および、ある種の化合物だけに限定されるＮＯｘ選択率を経験することがある。さらに、これらの触媒および触媒システムが、数種の燃料およびある種の潤滑油に存在する最小量の硫黄からでさえ、硫黄被毒を受けるおそれがある。例えば、排気流中に存在するＳＯ２の形の硫黄が、希薄ＮＯｘ触媒または触媒システムのＮＯｘ転化率の有効性を大幅に減少させることがありえる。
【０００６】
希薄ＮＯｘ触媒の欠点に対処すべく、種々の触媒形状および組成物が提案されてきた。例えば、（特許文献１）には、アルミナ上に分散した酸化銀粒子を含むＮＯｘ還元触媒が記載されている。自動車の排ガス中のＮＯｘを減少させるために使用した場合、酸化銀粒子とアルミナの組合せにより、希薄ＮＯｘ触媒がＳＯ２の存在下で失活する傾向に対処すると意図されている。
【０００７】
（特許文献１）が従来の希薄ＮＯｘ触媒の１つの欠点に対処する反面、それは、排気流中の種々のＮＯｘガスおよび補充される還元体の影響を考慮に入れていない。さらに、小さくて、広範囲に分散した酸化銀粒子を製造することは、触媒の製造原価に加算され得る、複雑な処理を必要とする。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，９８０，８４４号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態には、排ガス処理エレメントを製造する方法が含まれる。該方法には、触媒担体物質を含むスラリーで基材を薄め塗装するステップ、少なくとも一部の触媒担体物質をスラリーから基材まで移動させるステップ、および、触媒担体物質内に銀金属を分散して、触媒を形成するステップが含まれる。
【００１０】
本発明の第２の形態には、ＳＯ２を含む排気流からＮＯｘを除去する方法が含まれる。該方法には、ＳＯ２を含む排気流を排ガス処理エレメントを経由して流すステップが含まれる。排気流からの少なくとも一部のＮＯｘを触媒を通じて除去することができる。排ガス処理エレメントは、基材および基材に固着した触媒を含むことができる。触媒は、約４重量％〜約１０重量％の量で触媒担体物質内に分散した銀金属を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、排ガス管路１３を経由して移動する排気流１２を処理するための排ガス処理エレメント１１を含むことができる、例示的な排気システム１０を例示する。本発明の一実施形態において、希薄燃焼内燃機関１４が、排気流１２を発生し、希薄燃焼内燃機関は、過剰の酸素で運転され得るディーゼルエンジン、火花点火エンジン、または、他のいかなるタイプのエンジンであってもよい。さらに、エンジン１４は、据え付けの役割（例えば発電所、ガス発生器、その他）で、または、移動式の役割（例えば車両、移動機器、その他）で動作することができる。多くの希薄燃焼エンジンの一般的な特徴として、燃焼の間、存在する過剰酸素が、排気流中にＮＯｘを生成するおそれがある。排ガス処理エレメント１１をシステム１０の中に設けて、排気流１２からの少なくとも一部のＮＯｘを、例えば窒素ガス（Ｎ２）、二酸化炭素および水蒸気のような、より良性の化合物へ転化することができる。これらの化合物を、次に排ガス管路１５を経由して大気に排出することができる。
【００１２】
図２は、本発明の例示的な実施形態による排ガス処理エレメント１１を例示する。排ガス処理エレメント１１は、図示のように、円筒状であってもよく、または、具体的な応用に応じて他のいかなる好適な形状でよい。複数のチャネル２０を、排ガス処理エレメント１１の中に形成することができる。チャネル２０は、基材３０として識別される、ハニカム状の構造体を形成する壁により画成される開口である。用語「ハニカム」は、本明細書で使用されるように、チャネル２０が、六角形、長方形、正方形、円、または任意の他の好適な形状でよい横断面を有する、構造体を指す。チャネル２０は、排ガス処理エレメント１１の全長を通って延びることができ、排ガス処理エレメント１１を経由して排気流１２の通過を許容する。さらに、排気流１２中のＮＯｘの転化を助け得る触媒構成部材を、チャネル２０の壁に固着することができる。
【００１３】
図３は、排ガス処理エレメント１１の縦軸に沿って見た、排ガス処理エレメント１１の概略横断面図を提供する。図示のように、基材３０には、ハニカムパターンに配列されたチャネル２０が含まれている。基材３０は、アルミナ、コーディエライト、チタニアおよびＦｅＣｒのうちの少なくとも１個を含む、セラミックまたは金属性の基材でよい。しかし、基材３０を形成するために、その他の材料もまた使用することができる。
【００１４】
排ガス処理エレメント１１はまた、基材３０の上に固着された触媒３２を含むことができる。触媒３２は、触媒担体物質および触媒担体物質内に分散した金属助触媒を含むことができる。触媒担体物質は、アルミナ、ゼオライト、アルミノリン酸塩、六アルミン酸塩、アルミノケイ酸塩、ジルコン酸塩、チタノシリケートおよびチタン酸塩のうちの少なくとも１個を含むことができる。本発明の一実施形態において、触媒担体物質は、γ−アルミナおよびゼオライトのうちの少なくとも１個を含むことができ、金属助触媒には銀金属（Ａｇ）を含むことができる。
【００１５】
排ガス処理エレメント１１の製造を、様々な方法で実行することができる。アルミナハニカムまたはコーディエライト基材３０を供給し、例えば薄め塗装技術を使用して、基材３０の上に触媒３２を形成することができる。上記したように、触媒３２は、少なくとも２個の構成部材、すなわち触媒担体物質および金属助触媒を含むことができる。一実施形態では、薄め塗装プロセスに先立って、触媒担体物質に金属助触媒をロードすることができる。あるいは、別の実施形態では、最初に金属助触媒をロードせずに、基材３０の上へ触媒担体物質を薄め塗装することができる。このプロセスでは、触媒担体物質を基材３０の上に固着した後に、金属助触媒を触媒担体物質にロードしてもよい。
【００１６】
触媒３２を形成するのに使用される触媒担体物質を、様々な技術を使用して形成することができる。例えば、γ−アルミナ、ゼオライト、アルミノリン酸塩、六アルミン酸塩、アルミノケイ酸塩、ジルコン酸塩、チタノシリケート、チタン酸塩、または、任意の他の好適な触媒担体物質の粉末を、ゾルゲル、初期濡れ含浸または沈殿技術を使用して製造することができる。
【００１７】
粉末形態の触媒担体物質を、例えば水を含む溶媒に分散して、スラリーを形成することができる。具体的な応用分野の要求に応じて、その他溶媒を使用することができる。このスラリーを、基材３０の上へ薄め塗装することができる。具体的には、スラリー中の少なくとも一部の触媒担体物質が基材に移動するような方法で、スラリーを基材に塗布することができる。例えば、基材３０を、完全にまたは部分的にスラリーに浸漬してもよい。あるいは、ブラッシング、スプレー、ワイピングまたは他の任意の好適な方法により、スラリーを基材３０に塗布してもよい。触媒担体物質を含むスラリーを基材３０に塗布した後に、スラリーが乾燥することを許容し、基材３０の上に固着された触媒担体物質を残すことができる。
【００１８】
触媒担体物質への金属助触媒のローディングは、例えば初期濡れ含浸技術を使用して実行することができる。しかし、触媒担体物質の中に金属助触媒材料を分散するためのその他の技術もまた好適である。初期濡れ技術では、触媒担体物質を、金属助触媒のスラリーと接触させることができる。触媒担体物質が基材３０の上に固着されている場合、基材３０および触媒担体物質を含めて、全ての構造体を、金属助触媒スラリーの中に完全にまたは部分的に浸漬することができる。あるいは、ブラッシング、スプレー、ワイピング、ドリッピングまたは他の任意の好適な技術により、金属助触媒スラリーを塗布することができる。本発明の一実施形態では、触媒担体物質に塗布される金属助触媒スラリーの量を、触媒担体物質の全体細孔体積に等しいかまたはそれ以上にすることができる。
【００１９】
触媒担体物質が基材３０の上にまだ固着されていない場合、触媒担体物質それ自体を、金属助触媒スラリーに接触させることができる。例えば、ピペットを使用して、金属助触媒スラリーを触媒担体物質に導入することができる。また、ボールミルを使用して、触媒担体物質および金属助触媒スラリーの均一混合を促進することができる。
【００２０】
例えば水のような溶媒の中に金属前駆体を分散することにより、金属助触媒スラリーを形成することができる。本発明の一実施形態においては、金属助触媒は銀金属であってもよく、金属前駆体は、硝酸銀、アセテート、塩化物、炭酸塩、硫酸塩または他の任意の好適な前駆体を含むことができる。
【００２１】
触媒担体物質を金属助触媒スラリーに接触させることが、金属助触媒、例えば銀金属を、触媒担体物質の中に分散させる効果を持ち得る。本発明の一実施形態において、銀金属を、約０．５重量％〜約１０重量％の量で触媒担体物質内に分散することができる。本発明の他の実施形態ではさらに、銀金属を、約４％重量〜約８重量％の量で触媒担体物質内に分散することができる。
【００２２】
排ガス処理エレメント１１は、基材３０および触媒３２から揮発性成分を除去するために、例えば乾燥及び／又はカ焼を含めて、更なる処理ステップを施してもよい。乾燥することには、排ガス処理エレメント１１を、特定の温度でおよび特定量の時間、炉の中に置くことが挙げられる。例えば、排ガス処理エレメント１１を、約１００℃〜約２００℃の温度で数時間乾燥してもよい。カ焼は、約５００℃を超える温度で数時間進行させることができる。いうまでもなく、本発明の範囲から逸脱することなく、乾燥およびカ焼のステップに対し任意の具体的な時間−温度プロファイルを選択することができる。
【００２３】
排気流１２（図１）からＮＯｘを減少させる際に、排ガス処理エレメント１１が助けとなり得る。希薄ＮＯｘ触媒反応は、多くのステップを含む複雑なプロセスである。しかし、排ガス処理エレメント１１の存在下で進行することになる反応機構の一つを、次の反応式にまとめることができる。
ＮＯ＋Ｏ２  →  ＮＯｘ        （１）
ＨＣ＋Ｏ２  →  ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ  ＨＣ        （２）
ＮＯｘ＋ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ  ＨＣ＋Ｏ２  →  Ｎ２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ        （３）
【００２４】
触媒３２は、触媒担体物質内に分散した銀金属を含むことになるが、式（３）に示すように、ＮＯｘのＮ２ガスへの還元に触媒作用を及ぼすことができる。さらに、式（２）に示すように、炭化水素還元剤が活性化され、酸素化された炭化水素に転化され、それがＮＯｘ化合物と相互作用して、有機窒素含有化合物を形成することができる。これらの物質が、おそらくイソシアネート（ＮＣＯ）またはシアニド基に分解し、一連の反応を経て最終的に窒素ガス（Ｎ２）を生成することになり、それらが上記式にまとめられている。
【００２５】
必要ではないが、酸素化された炭化水素の生成を助けるために、式（２）により表されるように、補充の炭化水素還元体を排気流１２（図１）に導入することができる。補充の還元体には、プロペン、エタノール、ディーゼル燃料または他の任意の好適な炭化水素を含めることができる。図１に示すように、排気システム１０には、補充の還元体を導入するために、排ガス管路１３に配置された流体入口１６を含めることができる。さらに、補充の還元体をリザーバ１７に保存することができる。本発明の一実施形態において、ディーゼル燃料よりなる補充の還元体を排気流１２に供給することができる。この実施形態では、リザーバ１７が車両の燃料タンクの場所と一致してもよい。
【００２６】
触媒３２の中に分散した銀金属の量が、種々の還元体及び／又はＳＯ２の存在下で、ＮＯｘの還元性能に関して著しい効果を有することが見出された。銀をロードした触媒を使用して、最高のＮＯｘ性能を達成するためには、排気流１２に存在する還元体の種類により、および、排気流１２にＳＯ２が存在するか否かにより、それぞれの排ガス環境ごとに別々の触媒配合を開発することができる。
【実施例】
【００２７】
図４は、種々の銀添加アルミナ触媒について、Ｎ２生成率をＮＯ還元のための温度の関数としてプロットしたグラフである。例えば、Ａｇ１として示される曲線が、１重量％の銀金属を添加したアルミナ触媒のデータを表す。同様に、Ａｇ２、Ａｇ４およびＡｇ８として示される曲線が、それぞれ、２重量％の銀金属、４重量％の銀金属、および８重量％の銀金属を添加したアルミナ触媒のデータを表す。参照のため、添加なしのアルミナ触媒のＮＯ転化性能もまた図４に含まれる。各触媒を通じて流れた排気流には、３０，０００のｈ−１の空間速度で０．１％のＮＯ、９％のＯ２、および７％のＨ２Ｏが含まれていた。排気流にはまた、炭化水素還元体が０．１％のプロペンの形で含まれていた。
【００２８】
添加なしのアルミナ触媒は、約５４０℃のＴｍａｘ（すなわち最高のＮＯｘ転化率での温度）で５０％の最高ＮＯ転化効率を有していた。銀添加アルミナ触媒それぞれは、Ｔｍａｘが低く、添加なしのアルミナ触媒と比較して、動作のより幅広い温度領域を呈した。すべての触媒のうち、Ａｇ２触媒が、最も高いＮＯ還元性能を示し、温度約５２５℃で最も高いＮ２生成率５８％を有していた。しかし、銀添加触媒についてのＮＯ還元の性能は、触媒中に存在する銀の量が約４％より上に増加するにつれ、大幅に低下した。
【００２９】
図５は、１重量％（Ａｇ１）、２重量％（Ａｇ２）、４重量％（Ａｇ４）および８重量％（Ａｇ８）の銀添加アルミナ触媒について、Ｎ２生成率をＮＯ２還元のための温度の関数としてプロットした、グラフである。参照のため、添加なしのアルミナ触媒のＮＯ２転化性能もまた、図５に含まれる。各触媒を通じて流れた排気流には、３０，０００のｈ−１の空間速度で０．１％のＮＯ２、９％のＯ２、および７％のＨ２Ｏが含まれていた。排気流にはまた、炭化水素還元体が０．１％のプロペンの形で含まれていた。
【００３０】
すべてのサンプルのうち、添加なしのアルミナ触媒が、測定温度の全領域にわたり最高のＮＯ２還元性能を示した。この結果は、プロペン還元体を含む排気流中でＮＯをＮＯ２に置き換えた場合、アルミナへの銀添加による触媒性能の向上がほとんどないことを示す。Ａｇ１、Ａｇ２、およびＡｇ４触媒それぞれが、類似した最高ＮＯ２還元率約４５％〜約５０％を有していたが、最高ローディング度の銀を含んでいたＡｇ８触媒は、４２５℃より高い温度で１５％未満のＮＯ２を還元した。
【００３１】
図４および図５に示される結果を含めた考察に基づくと、プロペン還元体を含み、かつＳＯ２を排除した排気流からＮＯｘを還元するための好適な触媒は、触媒担体物質に分散した銀金属が約１．５％〜約３重量％の量で含まれることになる。かかる触媒は、プロペンの存在下でＮＯおよびＮＯ２を還元し、一方で、銀金属のローディングのレベルが増すにつれて、これらの状態下で生じるＮＯｘ転化性能の低下を実質的に回避するだろう。この触媒では、触媒担体物質が、γ−アルミナおよびゼオライトのうちの少なくとも１個を含むことができる。同様の触媒は、また、プロペンに加える、またはプロペンの代わりの、還元体としてエタノールを含む排気流中で有用だろう。
【００３２】
希薄ＮＯｘ還元触媒の設計におけるもう一つの重要な考察が、排ガスがＳＯ２を含むか否かである。ディーゼル燃料は硫黄化合物を含むことがあり、その結果、ディーゼルエンジンの排気流には、かなりの量のＳＯ２が含まれることになる。さらに、ある種のシステムでは、ディーゼル燃料が補充の還元体として使用されることがあり、したがって、付加的な硫黄ソースを排気流にもたらすことになる。ＳＯ２が、触媒上の活性サイトを汚染する、または、ブロックすることで、ＮＯｘ還元触媒を被毒させるおそれがあるので、排気流中にＳＯ２が存在することは、触媒設計の重要な考慮すべき点である。その結果、排気流中におけるＳＯ２の存在が、多くの触媒のＮＯｘ還元性能に負に影響することがありえる。
【００３３】
ＳＯ２を含む排気流における触媒のＮＯｘ還元性能の研究では、銀ローディング度と排ガス中のＳＯ２の存在の間に予想外の相関関係が示された。例えば、図６は、ＮＯｘ転化効率を、ＳＯ２を含まない排気流中の触媒作用のための温度の関数として表した、グラフである。ラインＡは、例えばγ−アルミナの触媒担体物質に分散した銀金属が約０．５重量％〜約３重量％の量で含まれている触媒のデータを含んでいる。ラインＢは、より高いローディング値の銀金属が含まれている触媒のデータを含んでいる。具体的には、ラインＢにより特徴づけられる触媒は、例えばγ−アルミナの触媒担体物質に分散した銀金属が４重量％〜約１０重量％の量で含み得る。図６に示すように、ＳＯ２を実質的に全く含まない排気流中に置いた場合、銀を高度にロードした（すなわち約４重量％を超える）触媒が、銀をさほどロードしてない触媒と比べて、より低いＮＯｘ還元効率を呈することになる。この結果は、図４および図５により示される結果に整合しており、銀を高度に添加した触媒の場合、ＮＯｘ転化性能の低下を示す。
【００３４】
図７は、ＮＯｘ転化効率を、約２ｐｐｍ（百万分率）〜約３００ｐｐｍの量でＳＯ２を含む排気流中の触媒作用のための温度の関数として表した、グラフである。図６と同様に、図７のラインＡは、例えばγ−アルミナの触媒担体物質に分散した銀金属が約０．５％〜約３重量％の量で含まれている触媒のデータを含んでいる。ラインＢは、例えばγ−アルミナの触媒担体物質に分散した、約４％〜約１０重量％のより高いローディング値の銀金属が含まれている触媒のデータを含んでいる。図７に示すように、ＳＯ２を含む排気流中に置いた場合、銀を高度にロードした（すなわち約４重量％を超える）触媒が、銀をさほどロードしてない触媒と比べて、より高いＮＯｘ還元効率を呈することができる。予想外に、高度にロードした銀添加触媒のＮＯｘ還元性能が、排気流中のＳＯ２の存在下で、向上することが見出された。すなわち、ＳＯ２を含む排気流の脱ＮＯｘ処理に使用するのに好適な触媒として、約４重量％〜約１０重量％の量で触媒担体物質内に分散した銀金属を含めることができる。触媒担体物質には、例えば、γ−アルミナおよびゼオライトのうちの少なくとも１個が含まれ得る。
【００３５】
本発明の触媒の配合は、また、排気流１２に作用するある種の補充システムの存在または不存在に依存するだろう。例えば、図１に戻り、排気システム１０は、排ガス処理エレメント１１から上流側に置かれた非熱的プラズマ反応器８２をオプションとして含むことができる。非熱的プラズマ反応器８２は、排気流１２中の粒子／分子を活性化できる電子デバイスでよい。
【００３６】
反応器８２で発生したプラズマは、還元剤として使用するのに高度に反応性であり、かつ申し分なく好適な比較的低い温度で、燃料との相当数の併発反応を誘起し、相当量の酸素化および非酸素化された、枝分れのない有機分子を生成することができる。例えば、ＮＯはＮＯ２になることができ、炭化水素は部分的に酸素化された炭化水素になることができる。これらの化学種の活性化により、触媒３２中の銀またはその他の活性元素の必要性を低減することができる。実際、これらの状態下での過剰な銀が、ＮＯｘをＮ２に転化する意図した反応ではなく、炭化水素の酸化に寄与して、二酸化炭素を形成することができる。
【００３７】
一実施形態では、排ガス処理エレメント１１を、非熱的プラズマ反応器８２と併せて使用し、ＮＯ２、炭化水素ラジカル、および部分的に酸素化された炭化水素のうちの少なくとも１種を含む可能性がある排気流１２から、少なくとも一部のＮＯｘを除去することができる。本実施形態では、排ガス処理エレメント１１の基材３０の上に固着した触媒３２（図３）は、約０．５重量％〜約２重量％の量で触媒担体物質内に分散した銀金属を含むことができる。排気システム１０はまた、排気流１２に補充の還元体を供給するための流体入口１６およびリザーバ１７を含むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の希薄ＮＯｘ触媒は、排気流からＮＯｘを減少させることが望ましい、多種多様なあらゆる応用分野において有用だろう。触媒担体物質中に種々のレベルで銀をロードすることにより、本発明の触媒は、ＳＯ２、及び／又はプロペン、エタノールおよびディーゼル燃料のような還元体を含む排気流から、ＮＯｘを除去するのに、特に適しているだろう。例えば、本発明の触媒は、種々の還元体の存在下で、高い脱ＮＯｘ転化効率、および幅広い操作温度領域を提供することができる。さらに、触媒は、ＳＯ２からの被毒または失活に対して抵抗を示すことができる。
【００３９】
さらに、本発明の一実施形態は、希薄ＮＯｘ触媒を製造する簡単な方法を提供することができる。例えば、銀を予めロードした触媒担体物質を固着するための薄め塗装プロセスは、複雑であり、存在する銀の量に大きく依存するだろう。しかし、反対に、触媒担体物質を基材の上に事前に薄め塗装した後に、銀金属を触媒担体物質の中に分散することは、製造プロセスの複雑さを低減することができる。
【００４０】
具体的には、銀を予めロードした触媒担体物質を薄め塗装するためには、薄め塗装のパラメータを、銀ローディング割合のあらゆる変化に対し調節しなければならない。例えば、銀ローディングの割合が、好適な薄め塗装スラリーのｐＨ、粘性、およびスラリー中に分散した粒子の平均サイズを規定するだろう。ロードなしの触媒担体物質を使用して薄め塗装することは、触媒担体物質に存在する金属の割合に依存しない。したがって、金属助触媒のローディング割合に依存する、薄め塗装パラメータの複数の異なるセットを必要とするのではなく、１セットの薄め塗装パラメータだけが必要になるだろう。ロードなしの触媒担体物質に薄め塗装することで触媒を製造することは、より均一な脱ＮＯｘ性能特性を有する触媒に結びつくだろう。
【００４１】
記載した触媒システムにおいて、本発明の範囲から逸脱することなく種々の修正および変形を行うことができることは当業者には明らかであろう。本発明のその他の実施形態は、明細書の考察、および、ここに開示した本発明を実施することから、当業者には明らかであろう。明細書および実施例はあくまでも例としてみなされ、発明の真の範囲が特許請求の範囲およびその均等物により示されることを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の例示的な実施形態による排ガス処理システムの略図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態による排ガス処理エレメントの立体図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による排ガス処理エレメントの概略横断面図である。
【図４】プロペンおよびＮＯを含む排気流における種々のサンプルについて、ＮＯｘ転化割合を温度および銀金属のローディングの関数としてプロットした、グラフである。
【図５】プロペンおよびＮＯ２を含む排気流における種々のサンプルについて、ＮＯｘ転化割合を温度および銀金属のローディングの関数としてプロットした、グラフである。
【図６】ＳＯ２を含まない排気流における種々のサンプルについて、ＮＯｘ転化割合を温度および銀金属のローディングの関数としてプロットした、グラフである。
【図７】ＳＯ２を含む排気流における種々のサンプルについて、ＮＯｘ転化割合を温度および銀金属のローディングの関数としてプロットした、グラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１０  排気システム
１１  排ガス処理エレメント
１２  排気流
１３  管路
１４  エンジン
１５  管路
１６  流体入口
１７  リザーバ
２０  チャネル
３０  基材
３２  触媒
８２  プラズマ反応器
【図１】
2005199262.tif 000003
【図２】
2005199262.tif 000004
【図３】
2005199262.tif 000005
【図４】
2005199262.tif 000006
【図５】
2005199262.tif 000007
【図６】
2005199262.tif 000008
【図７】
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