(57)【要約】希薄排ガス（８）中のＮＯｘをＮ２に還元する方法は、排ガス（８）中に燃料（２０）を噴射し、排ガスと燃料の混合物を触媒（１４）に通過させて、ＮＯｘをＮ２に還元する各工程を有してなる。触媒（１４）は、（ａ）ペロブスカイト化合物、（ｂ）少なくとも一種類の貴金属が含浸された少なくとも一種類の金属酸化物、（ｃ）少なくとも一種類の貴金属が含浸されたゼオライト、または（ｄ）少なくとも一種類の貴金属が含浸された少なくとも一種類の金属酸化物およびゼオライトの組合せであってよい。
2004511693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元する方法であって、
該排ガス中に燃料を噴射し、
この排ガスと燃料の混合物を触媒に通過させて、前記排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元する、
各工程を有してなる方法。
【請求項２】
前記ＮＯｘの還元された排ガスを部分酸化触媒に通過させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記燃料が、ディーゼル燃料およびガソリンからなる群より選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記触媒が、Ａが希土類金属、Ｂが遷移金属、ＰＭが貴金属、Ｏが酸素である、化学式ＡＢ１−ｘＰＭｘＯ３により表されるペロブスカイト化合物を有してなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
Ａがランタンからなり、Ｂがマンガンからなり、ＰＭがルテニウムからなり、ｘが約０．０１から０．３までであることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記触媒が、少なくとも一種類の貴金属が含浸された少なくとも一種類の金属酸化物を有してなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記金属酸化物が、ＴｉＯ２−ｘおよびＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される酸化物からなることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
ｘが０．２５であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記触媒が、少なくとも一種類の貴金属が含浸されたゼオライトを有してなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記ゼオライトが、ＭＣＭ−４１、超安定化Ｙ、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、ＡｌＰＯ４−５、およびＺＳＭ−５からなる群より選択されるゼオライトからなることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ゼオライトに、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｇ、Ｃｏ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属が添加されていることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記触媒が、少なくとも一種類の貴金属が含浸された、ゼオライトと少なくとも一種類の金属酸化物の組合せを有してなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記金属酸化物がＡｌ２Ｏ３からなることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記ゼオライトが、ＭＣＭ−４１、超安定化Ｙ、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、ＡｌＰＯ４−５、およびＺＳＭ−５からなる群より選択されるゼオライトからなることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
排ガスＮＯｘ還元装置であって、
排ガスを受け入れる入口端および転化された排ガスを産出する出口端を持つ触媒反応器、
燃料の存在下で、受け入れた排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための、前記触媒反応器の内部に搭載された触媒基体、および
前記触媒基体の上流に前記燃料を噴射するための燃料噴射器、
を有してなることを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記触媒基体の下流に搭載された部分酸化触媒をさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記燃料が、ディーゼル燃料およびガソリンからなる群より選択される燃料からなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２０】
前記触媒が、Ａが希土類金属、Ｂが遷移金属、ＰＭが貴金属、Ｏが酸素である、化学式ＡＢ１−ｘＰＭｘＯ３により表されるペロブスカイト化合物を有してなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２１】
Ａがランタンからなり、Ｂがマンガンからなり、ＰＭがルテニウムからなり、ｘが約０．０１から０．３までであることを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記触媒が、少なくとも一種類の貴金属が含浸された少なくとも一種類の金属酸化物を有してなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２３】
前記金属酸化物がＴｉＯ２−ｘからなることを特徴とする請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項２２記載の装置。
【請求項２５】
前記触媒が、少なくとも一種類の貴金属が含浸されたゼオライトを有してなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項２６】
前記ゼオライトが、ＭＣＭ−４１、超安定化Ｙ、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、ＡｌＰＯ４−５、およびＺＳＭ−５からなる群より選択されるゼオライトからなることを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記ゼオライトに、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｇ、Ｃｏ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属が添加されていることを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２８】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２９】
前記触媒が、少なくとも一種類の貴金属が含浸された、ゼオライトと少なくとも一種類の金属酸化物の組合せを有してなることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項３０】
前記ゼオライトが、ＭＣＭ−４１、超安定化Ｙ、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、ＡｌＰＯ４−５、およびＺＳＭ−５からなる群より選択されるゼオライトからなることを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項３２】
前記金属酸化物がＡｌ２Ｏ３からなることを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項３３】
燃料を還元剤として用いて、希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒組成物であって、Ａが希土類金属、Ｂが遷移金属、ＰＭが貴金属、Ｏが酸素である、化学式ＡＢ１−ｘＰＭｘＯ３により表されるペロブスカイト化合物を有してなることを特徴とする触媒組成物。
【請求項３４】
ｘが約０．０１から０３までであることを特徴とする請求項３３記載の触媒組成物。
【請求項３５】
Ａがランタンからなることを特徴とする請求項３３記載の触媒組成物。
【請求項３６】
Ｂがマンガンからなることを特徴とする請求項３３記載の触媒組成物。
【請求項３７】
ＰＭが白金からなることを特徴とする請求項３３記載の触媒組成物。
【請求項３８】
Ａがランタンからなり、Ｂがマンガンからなり、ＰＭが白金からなり、ｘが約０．０１から０．３までであることを特徴とする請求項３３記載の触媒組成物。
【請求項３９】
燃料を還元剤として用いて、希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒組成物であって、少なくとも一種類の貴金属が含浸された少なくとも一種類の金属酸化物を有してなることを特徴とする触媒組成物。
【請求項４０】
前記金属酸化物がＴｉＯ２−ｘからなることを特徴とする請求項３９記載の触媒組成物。
【請求項４１】
前記貴金属が、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項３９記載の触媒組成物。
【請求項４２】
燃料を還元剤として用いて、希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒組成物であって、少なくとも一種類の貴金属が含浸されたゼオライトを有してなることを特徴とする触媒組成物。
【請求項４３】
前記ゼオライトが、ＭＣＭ−４１、超安定化Ｙ、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、ＡｌＰＯ４−５、およびＺＳＭ−５からなる群より選択されるゼオライトからなることを特徴とする請求項４２記載の触媒組成物。
【請求項４４】
前記ゼオライトに、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｇ、Ｃｏ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属が添加されていることを特徴とする請求項４２記載の触媒組成物。
【請求項４５】
前記貴金属が、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項４２記載の触媒組成物。
【請求項４６】
燃料を還元剤として用いて、希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒組成物であって、少なくとも一種類の貴金属が含浸された、ゼオライトと少なくとも一種類の金属酸化物の組合せを有してなることを特徴とする触媒組成物。
【請求項４７】
前記ゼオライトが、ＭＣＭ−４１、超安定化Ｙ、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、ＡｌＰＯ４−５、およびＺＳＭ−５からなる群より選択されるゼオライトからなることを特徴とする請求項４６記載の触媒組成物。
【請求項４８】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項４７記載の触媒組成物。
【請求項４９】
前記金属酸化物がＡｌ２Ｏ３からなることを特徴とする請求項４７記載の触媒組成物。
【請求項５０】
燃料を還元剤として用いて、希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒ユニットであって、少なくとも一種類の貴金属が含浸されたゼオライトが押し出された物体を有してなることを特徴とする触媒ユニット。
【請求項５１】
前記ゼオライトが、ＭＣＭ−４１、超安定化Ｙ、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、ＡｌＰＯ４−５、およびＺＳＭ−５からなる群より選択されるゼオライトからなることを特徴とする請求項５０記載の触媒ユニット。
【請求項５２】
前記ゼオライトに、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｇ、Ｃｏ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属が添加されていることを特徴とする請求項５０記載の触媒ユニット。
【請求項５３】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項５０記載の触媒ユニット。
【請求項５４】
燃料を還元剤として用いて、排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒ユニットであって、少なくとも一種類の貴金属が含浸された少なくとも一種類の金属酸化物が被覆されたセラミック基体を有してなることを特徴とする触媒ユニット。
【請求項５５】
前記金属酸化物がＴｉＯ２−ｘからなることを特徴とする請求項５４記載の触媒ユニット。
【請求項５６】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項５４記載の触媒ユニット。
【請求項５７】
燃料を還元剤として用いて、排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒ユニットであって、Ａが希土類金属、Ｂが遷移金属、ＰＭが貴金属、Ｏが酸素である、化学式ＡＢ１−ｘＰＭｘＯ３により表されるペロブスカイト化合物により被覆されたセラミック基体を有してなることを特徴とする触媒ユニット。
【請求項５８】
Ａがランタンからなり、Ｂがマンガンからなり、ＰＭが白金からなり、ｘが約０．０１から０．３までであることを特徴とする請求項５７記載の触媒ユニット。
【請求項５９】
燃料を還元剤として用いて、排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒ユニットであって、少なくとも一種類の貴金属が含浸された、ゼオライトと少なくとも一種類の金属酸化物の組合せにより被覆されたセラミック基体を有してなることを特徴とする触媒ユニット。
【請求項６０】
前記ゼオライトが、ＭＣＭ−４１、超安定化Ｙ、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、ＡｌＰＯ４−５、およびＺＳＭ−５からなる群より選択されるゼオライトからなることを特徴とする請求項５９記載の触媒ユニット。
【請求項６１】
前記貴金属が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、およびそれらの組合せからなる群より選択される金属からなることを特徴とする請求項５９記載の触媒ユニット。
【請求項６２】
前記金属酸化物がＡｌ２Ｏ３からなることを特徴とする請求項５９記載の触媒ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
地球の大気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）は主に、自動車や工場から放出されている。窒素酸化物は、大気中に十分に高濃度で存在する場合、人間の健康や環境に有害となり得ることが研究により示されてきた。例えば、０．０５ｐｐｍより高濃度の窒素酸化物は、２４時間を超える露出で健康状態のよい人々に有害な影響を与え得る。フリッツ・エー（Ｆｒｉｔｚ，Ａ．）およびピチョン・ブイ（Ｐｉｔｃｈｏｎ，Ｖ．）「自動車のリーンＮＯｘ触媒の研究の現状（Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｌｅａｎ ＮＯｘ ｃａｔａｌｙｓｔｓ）」、アプライド・キャタリシス・ビー・エンバイロメンタル（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｉｓ Ｂ： Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ）、第１３巻、（１９９７）、２頁を参照のこと。特に、窒素酸化物は、肺感染症や呼吸器アレルギーを引き起こすことが分かった。窒素酸化物は、酸性雨、スモッグ、および一般的な大気の視界の低下を生じる上で影響のある働きをすることも分かった。人間の健康と環境への窒素酸化物の潜在的に有害な影響のために、政府は、ＮＯｘ放出にいくつかの厳しい規制を課している。これらの厳しい規制により、ＮＯｘ減少技術が推進され続けている。
【０００２】
ＮＯｘ放出を減少するために、触媒を用いた受動的方法、および電気化学触媒作用、光触媒手法、プラズマ、レーザ等のような能動的手法を含む、いくつかの技術が開発されてきた。今日のガソリン自動車に用いられているもののような濃厚混合気燃焼エンジンでは、ＮＯｘ放出を減少させるために三元触媒を用いている。三元触媒は一般に、安定化アルミナ担体上に堆積された貴金属の組合せからなる。三元触媒は、エンジンに、空気と燃料を化学量論比で混合するようにし向けるフィードバックシステムと協働するので効率的である。空燃比を制御することにより、エンジンが、ＮＯｘおよび未燃焼炭化水素を健康と環境にとって一般に無害な二酸化炭素、水、水素ガス、および窒素ガスのような生成物に還元するのにちょうど適正量で炭化水素と一酸化炭素を利用できるようにする。しかしながら、三元触媒のＮＯｘ性能は、酸素の存在下で急激に低下する。
【０００３】
リーンバーンエンジン、すなわち、過剰な酸素中の燃料を燃焼させるディーゼルエンジンのようなエンジン中のＮＯｘの除去のために、引き続き、大きな科学的課題が突きつけられている。しかしながら、リーンバーンエンジンのほうが濃厚燃焼（ｒｉｃｈ−ｂｕｒｎｉｎｇ）エンジンよりも燃料が節約できるので、リーンバーンエンジンにおいてＮＯｘ放出物を還元する実際的な解決策を追い求める十分な動機が引き続きある。前述したように、ガソリンエンジンの標準的なＮＯｘ減少技術である三元触媒のＮＯｘ還元性能は、酸素の存在下で急激に低下する。それゆえ、この技術は、希薄排ガス中のＮＯｘ放出物の制御においては不十分である。希薄排ガス中のＮＯｘ放出物を制御する上で考えられる手法の例としては、一酸化窒素（ＮＯ）の触媒作用分解、窒素含有化合物による選択的触媒作用還元（ＳＣＲ）、および炭化水素による選択的触媒作用還元（ＨＣ−ＳＣＲ）が挙げられる。
【０００４】
一酸化窒素の元素への分解は、以下の化学式により示される：
【化１】
2004511693.tif 000003
一酸化窒素の分解は、ディーゼル排気中に見られる圧力と温度の元で熱力学的に有利に働く。しかしながら、分解反応は、高活性化エネルギーにより開始される。したがって、触媒は、この分解を促進させるために、この活性化エネルギーを低下させる必要がある。ＮＯを分解するのに、貴金属、金属酸化物、およびゼオライトベースの触媒を含む様々な触媒が用いられてきた。ＮＯ分解に最近提案された最良の触媒の内の１つは、銅イオン交換ゼオライトＺＳＭ５（Ｃｕ／ＺＳＭ５）である。しかしながら、Ｃｕ／ＺＳＭ５の触媒活性は、酸素ガスおよび二酸化硫黄の存在下で大きく減少し、ＮＯの分解は、低空間速度でのみ効果的である。
【０００５】
窒素含有化合物によるＳＣＲにおいて、窒素化合物、例えば、アンモニアや尿素が、無害な生成物を生成するための窒素酸化物の還元剤として用いられる。以下の反応（２）および（３）において、アンモニアが、窒素および水を生成するための窒素酸化物の還元剤として用いられる：
【化２】
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【化３】
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反応（２）および（３）は酸素の存在下で有利に働く。酸素の存在下では、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＳｉＯ２のような酸化物上に担持された五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）のような触媒が、この反応を促進させるために用いられる。ＮＨ３−ＳＣＲにおいて、ＮＯｘをＮ２に還元するには、アンモニアの外部供給源が必要である。ＮＨ３−ＳＣＲは、発電所のような固定型工場設備における汚染減少技術として広く用いられている。しかしながら、アンモニアに関連する毒性や取扱いの問題のために、自動車におけるこの技術の使用は限られている。
【０００６】
ラッチマン（Ｌａｃｈｍａｎ）等に発行された米国特許第５８６３５０８号明細書には、車両に搭載した状態でアンモニアを合成でき、次いで、上述した反応（２）および（３）に記載したようにＮＯｘをＮ２に還元するのに用いられる多段式触媒反応装置系が記載されている。この反応装置系は、各々が多数の開放端セルを有してなる２つのユニットを備えている。第１ユニットのセルの一部は第１段階触媒を含み、この触媒は担体上の貴金属である。貴金属はロジウムであってはならない。燃焼系からの排ガスは、この排ガス中のＮＯｘの一部が第１段階触媒によりアンモニアに還元されるように第１ユニットを通過させられる。次いで、変更された排ガス混合物が第２ユニットに通過させられ、そこで、変更された排ガス混合物中のアンモニアが残りのＮＯｘと反応せしめられて、転化ガス混合物を生成する。アンモニアは第１ユニット中で生成されるので、アンモニアの外部供給源は必要ない。排ガスが第１および第２ユニットを通過することにより、ＮＯｘ、ＣＯ、および炭化水素が無害な生成物に転化される。この技術は、リーンバーンエンジンにとって効果的である。
【０００７】
ＨＣ−ＳＣＲは、Ｃｕ／ＺＳＭ５の触媒活性への共存ガスの影響の研究中に発見された。ＨＣ−ＳＣＲにおいて、炭化水素、例えば、エタン、プロパン、およびプロペンは、ＮＯｘと選択的に反応して、窒素、二酸化炭素、および水を生成する：
【化４】
2004511693.tif 000006
ＨＣ−ＳＣＲに関して活性な触媒には、ゼオライト、酸化物型触媒、および担持された貴金属を含む、３つの基本的な種類がある。ＨＣ−ＳＣＲの触媒に関する追加の議論に関しては、例えば、イワモト・エムおよびミズノ・エヌ、「炭化水素による選択的触媒還元による酸素が豊富な排ガス中のＮＯｘ放出制御（ＮＯｘ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｏｘｙｇｅｎ−ｒｉｃｈ ｅｘｈａｕｓｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ」、ジャーナル・オブ・オートモービル・エンジニアリング（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）（１９９３）、２３−３３頁、およびフリッツ・エー（Ｆｒｉｔｚ，Ａ．）およびピッチョン・ヴィー（Ｐｉｔｃｈｏｎ，Ｖ．）、「自動車のリーンＮＯｘ触媒の研究の現状（Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｌｅａｎ ＮＯｘ ｃａｔａｌｙｓｔｓ」前出、１０−２５頁を参照のこと。この技術において、追加のＨＣを供給しなければならず、ＨＣを送達するシステムが必要である。必要とされるＨＣの量の制御は大変な課題である。さらに、過剰な酸素はＮＯｘ転化に影響を与えるかもしれない。
【０００８】
発明の概要
本発明は、ある態様において、希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元する方法に関する。この方法は、燃料を排ガス中に噴射し、この排ガスと燃料の混合物を触媒に通過させて、ＮＯｘをＮ２に還元する各工程を有してなる。
【０００９】
本発明は、別の態様において、排ガスを受け入れる入口端および転化された排ガスを産出する出口端を有する触媒反応器を備えた燃料噴射装置に関する。この燃料噴射装置はさらに、受け入れた排ガス中のＮＯｘを燃料の存在下でＮ２に還元するための、触媒反応器の内部に搭載された触媒基体を備えている。燃料噴射装置はさらに、触媒基体の上流に燃料を噴射するための燃料噴射器を備えている。
【００１０】
本発明は、別の態様において、還元剤として燃料を使用する、希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒組成物に関する。ある実施の形態において、触媒組成物は、Ａが希土類金属、Ｂが遷移金属、ＰＭが貴金属、Ｏが酸素である、化学式ＡＢ１−ｘＰＭｘＯ３により表されるペロブスカイト化合物を有してなる。ある実施の形態において、触媒組成物は、少なくとも一種類の貴金属が含浸された少なくとも一種類の金属酸化物を有してなる。ある実施の形態において、触媒組成物は、少なくとも一種類の貴金属が含浸されたゼオライトを有してなる。ある実施の形態において、触媒組成物は、少なくとも一種類の貴金属が含浸された、ゼオライトおよび少なくとも一種類の金属酸化物の組合せを有してなる。
【００１１】
本発明は、別の態様において、還元剤として燃料を使用する、希薄排ガス中のＮＯｘをＮ２に還元するための触媒ユニットに関する。ある実施の形態において、触媒ユニットは、少なくとも一種類の貴金属が含浸されたゼオライトが押し出された物体を有してなる。ある実施の形態において、触媒ユニットは、触媒材料により被覆されたセラミック基体を有してなる。ある実施の形態において、触媒材料は、少なくとも一種類の貴金属が含浸された少なくとも一種類の金属酸化物を含む。ある実施の形態において、触媒材料は、少なくとも一種類の貴金属が含浸された、ゼオライトおよび少なくとも一種類の金属酸化物の組合せを含む。ある実施の形態において、触媒材料は、Ａが希土類金属、Ｂが遷移金属、ＰＭが貴金属、Ｏが酸素である、化学式ＡＢ１−ｘＰＭｘＯ３により表されるペロブスカイト化合物を含む。
【００１２】
本発明の他の態様および利点は、以下の説明および添付した特許請求の範囲から明らかであろう。
【００１３】
発明の詳細な説明
本発明の実施の形態は、ＮＯｘ汚染除去（ＮＯｘ除去）触媒およびこのＮＯｘ除去触媒を用いた還元剤噴射装置を提供する。この還元剤噴射装置において、ディーゼル燃料が、ディーゼル排ガス中に後噴射され、ＮＯｘ除去触媒によるＮＯｘのＮ２への還元のための還元剤として用いられる。ディーゼル燃料は、全ＮＯｘ転化率および燃料損失の要件に基づいて、連続的または周期的に噴射される。本発明のある実施の形態において、ＮＯｘ除去触媒としては、ＡがＩＩＩ族またはＩＶ族の希土類金属、ＢがＩＩＩ族またはＩＶ族の遷移金属、ＰＭが貴金属、Ｏが酸素である化学式ＡＢ１−ｘＰＭｘＯ３により表されるペロブスカイト化合物を一種類以上含む。好ましくは、ｘは０．０１から０．３までの範囲にある。本発明のある実施の形態において、ＮＯｘ除去触媒は、貴金属または貴金属の組合せが含浸された支持材料を含む。支持材料は、金属酸化物または２つ以上の金属酸化物の組合せから作製される。本発明のある実施の形態において、ＮＯｘ除去触媒は、貴金属または貴金属の組合せが含浸されたゼオライトを含む。ゼオライトは、ＳｉＯｘおよびＡｌＯｙの連結した四面体からなるケイ酸塩である。本発明のある実施の形態において、ＮＯｘ除去触媒は、貴金属または貴金属の組合せが含浸された、ゼオライトと金属酸化物の組合せを含む。
【００１４】
本発明の様々な実施の形態を、添付の図面を参照してこれから説明する。図１は、排ガス８を受け入れるための入口端６および転化された排ガス１２を産出するための出口端１０を有する触媒反応器４を備えた還元剤噴射装置２を示している。ＮＯｘ除去触媒１４は触媒反応器４の内部に搭載されている。ポート１６は、ＮＯｘ除去触媒１４の上流の触媒反応器４の壁に設けられている。還元剤噴射装置２はさらに、ポート１６に結合された燃料噴射器１８を備えている。好ましくは、燃料噴射器１８はＮＯｘ除去触媒１４にできるだけ近くにある。運転中、排ガス８が入口端６を通って触媒反応器４中に導入される。ディーゼル燃料２０は、連続的または周期的に噴射されてもよい。噴射されたディーゼル燃料２０は排ガス８と混ざる。次いで、得られた混合物がＮＯｘ除去触媒１４を通過する。ＮＯｘ除去触媒１４はＮＯｘを無害な生成物に転化する。転化されたガス混合物１２は、出口端１０を通って触媒反応器４から排出される。
【００１５】
ＮＯｘ除去触媒１４の様々な実施の形態の触媒活性は、個々のＮＯｘ除去触媒を触媒反応器４の内部に配置し、ディーゼル燃料と混合された排ガスを触媒に通過させることにより評価される。ディーゼル燃料を用いたＮＯｘのＮ２への還元に関して、表１に示された組成を持つシミュレートされたディーゼル排ガスが触媒反応器４の入口端６中に導入される。
【００１６】
【表１】
2004511693.tif 000007
ＮＯｘのＮ２への転化は、ポート１６を通して触媒反応器４中に噴射されるディーゼル燃料の量を変更することにより研究される。この研究において、ディーゼル燃料は、ガソリン燃料噴射器により噴射される。この噴射器は、安全上の理由のために、一般的なディーゼル燃料噴射器と比較して、圧力がより低い。このより低い噴射圧により、燃料の消費が不完全となるかもしれない。この研究における一般的な燃料噴射速度は、ディーゼル燃料の２．２ｍｇ／秒、１．７５ｍｇ／秒、および１．４ｍｇ／秒であり、これらは、それぞれ、０．００４、０．００３５、および０．００３の噴射周期に対応する。ｔ秒の期間において、ｕの噴射周期は、燃料がｔ＊ｕ秒間に亘り噴射されることを意味する。例えば、１０００秒の期間に関して、０．００４の噴射期間は、燃料が４秒間に亘り噴射されることを意味する。
【００１７】
比較目的のために、排ガスとして合成炭化水素を用いて触媒活性を調査する。合成炭化水素を用いたＮＯｘのＮ２への還元に関して、表２に示した組成を持つ合成ガス混合物が触媒反応器４の入口端６中に導入される。
【００１８】
【表２】
2004511693.tif 000008
表２中の合成ガス混合物は、約１．２のレドックス比を与える。合成ガス流は、窒素でバランスがとられて、７５０８ｍｌ／分の総流量となる。この流量は、３５，０００毎時の空間速度に対応する。この空間速度は、ガス混合物の供給流量を調節することにより変更することができる。一般に、触媒活性は、６０℃から６００℃までの温度範囲内で運転する触媒反応器４について測定される。温度の傾斜率は、触媒反応器４が６００℃に到達するまで８．５℃／分に設定され、次いで、触媒反応器４の運転温度は、約１５分間に亘りこの温度に維持される。
【００１９】
各々の運転の前に、触媒反応器４の入口端６中に導入されるガスを定量する。触媒基体の下流で形成されるＮＨ３、Ｎ２Ｏ、およびＮＯ２の量に関する入口ガス混合物中の初期ＮＯｘ濃度の質量バランスを用いて、生成されるＮ２の量を決定する。全ＮＯ転化率のパーセント、並びに形成されるＮＨ３およびＮ２の量のパーセントが、以下の方程式により決定される：
【化５】
2004511693.tif 000009
【化６】
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【化７】
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図２に示したように、ＮＯｘ除去触媒１４の下流の転化されたガス混合物１２を、ウィスコンシン州、マジソン所在のニコレット・インストルメント社（Ｎｉｃｏｌｅｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により商標名Ｍａｇｎａ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　５６０　スペクトロメータで販売されているもののようなフーリエ変換赤外分光計（ＦＴＩＲ）２２により分析する。ＦＴＩＲ２２により、ＮＯ、ＮＨ３、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｃ３Ｈ６、Ｃ３Ｈ８、および他の炭化水素のような関心のある化学種の全てを同時にモニタすることができる。
【００２０】
ＮＯｘ除去触媒の以下の例に試験工程を施して、上述した還元剤噴射装置２を用いたＮＯｘの無害な生成物への転化における効果を決定する。以下の実施例は、説明目的を意図したものであって、別記されない限りは本発明の範囲を制限することを意図したものではないことが明らかなはずである。
【００２１】
実施例１
本発明のある実施の形態において、ＮＯｘ除去触媒１４（図１に示した）は、ＡがＩＩＩ族またはＩＶ族の希土類金属、ＢがＩＩＩ族またはＩＶ族の遷移金属、ＰＭが貴金属、Ｏが酸素である化学式ＡＢ１−ｘＰＭｘＯ３により表されるペロブスカイト化合物を一種類以上含む。好ましくは、ｘは０．０１から０．３までの範囲にある。比較的大きい表面積を得るために、ペロブスカイトベースのＮＯｘ除去触媒は、ペチニ（Ｐｅｃｈｉｎｉ）法と呼ばれる方法により合成しても差し支えない。ペロブスカイト化合物ＬａＭｎ０．９Ｒｕ０．１Ｏ３をベースとするＣ１　ＮＯｘ除去触媒に関して、ペチニ法は、硝酸マンガン水溶液中に硝酸ランタンを溶解させ、この混合物にクエン酸およびエチレングリコールを加えて、キレート化合物を得る各工程を含む。クエン酸対ランタン（Ｌａ）およびマンガン（Ｍｎ）の比は１対１である。例えば、２モルのクエン酸対１モルのＬａＭｎ０．９Ｒｕ０．１Ｏ３である。混合物に加えられるエチレングリコールの量は、以下の方程式により計算される：
【化８】
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キレート化合物を９０℃に加熱して、ゲルを形成する。ゲルの温度を１２０℃まで上昇させて、水とＮＯｘの蒸気の全てを除去し、ゲルに、蒸気を放出させ、すなわち、着火して、粉末を得る。蒸気が放出された粉末を、４時間に亘り４５０℃で焼成して、乾燥させ、粉末から炭素を除去する。その後、粉末を７００℃または任意の所望の温度で焼結して、最終生成物を得る。粉末を２−５日間に亘りボールミル粉砕する。次いで、約９０パーセントの粉砕粉末を約１０パーセントの結合剤、例えば、ペンシルバニア州、フィラデルフィア所在のピー・キュー社（ＰＱ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により商標名Ａｌ−２０で販売されているコロイドアルミナと組み合わせる。セラミック基体、例えば、ニューヨーク州、コーニング所在のコーニング社により製造されている、商標名Ｃｅｌｃｏｒ（登録商標）のコージエライトハニカムをウォッシュコートスラリー中に浸漬する。一般に、約１５０℃から約６００℃までの温度に耐えられるものならどのようなセラミック基体を本発明に用いても差し支えない。セラミック基体を、空気または還元雰囲気、例えば、成形ガスまたは窒素ガス、もしくは排ガス中で、３℃／分の傾斜率で３時間に亘り６００℃で焼成する。
【００２２】
Ｃ１　ＮＯｘ除去触媒の組成は以下のとおりである：９０パーセントのＬａＭｎ０．９Ｒｕ０．１Ｏ３および１０パーセントのＡｌ２Ｏ３。シミュレートしたディーゼル排ガス（表１参照）中のこの触媒の活性は、上述した試験方法（図２参照）を用いて評価した。表３に示したように、Ｃ１　ＮＯｘ除去触媒は、１．４ｍｇ／秒のディーゼル燃料噴射速度および３００から５００℃の出口温度、すなわち、触媒反応器４の出口端１０（図１に示されている）での温度で、８１．５から９６．３パーセントの高い全ＮＯ転化率を示した。約７０から８４パーセントのＮ２が、出口温度範囲で生成され、１０から１２パーセントのＮＨ３が副生成物として生成された。Ｎ２ＯおよびＮＯ２の濃度は無視し得る。高ＮＯ転化は、Ｃ１が、ディーゼル燃料を効率的に、より軽質の炭化水素またはＮＯｘのＮ２への還元を向上させられる還元剤に分解できることを示している。触媒の上流に噴射されたディーゼル燃料の量を減少させると、生成されるＮＨ３の量を減少させることができる。
【００２３】
【表３】
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比較目的のために、Ｃ１　ＮＯｘ除去触媒の触媒性能を合成ガス混合物（表２参照）中でも試験した。この場合、合成ガスを還元剤として用いた。表４に示したように、観察されたＮＯからＮ２への最高の転化は、５７６℃の出口温度で３３．５パーセントであった。３００℃のようなより低い温度では、ＮＯ転化は、４パーセントほどと低かった。表３および４のデータから分かるように、ＮＯのＮ２への転化は、ディーゼル燃料の代わりに合成ガスが用いられた場合に、ずっと低い。
【００２４】
【表４】
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実施例２
本発明の別の実施の形態において、ＮＯｘ除去触媒１４は、一種類以上の貴金属が含浸された支持材料を含む。本発明に使用するのに適した貴金属の例としては、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、およびルテニウム（Ｒｕ）が挙げられる。支持材料は、金属酸化物または二種類以上の金属酸化物の組合せから作製される。Ｃ２　ＮＯｘ除去触媒は、非化学量論的酸化チタン（ＴｉＯ２−ｘ）のＲｈおよびＰｔによる含浸により得られる。この実施例においては、ｘは０．２５である。非化学量論的酸化チタンは、１モルのＴｉ２Ｏ３および２モルのＴｉＯ２を混合し、この混合物を成形ガス（６パーセントのＨ２／９４パーセントのＮ２）中において５時間に亘り１１００℃で焼成することにより得られる。焼成混合物は、（ＮＨ３）４Ｐｔ（ＮＯ３）２溶液中に繰り返し浸漬することにより、Ｐｔが含浸される。得られた混合物を、２４時間に亘り１１０℃から１２０℃まででオーブン中で乾燥し、次いで、５６０℃で空気中において３時間に亘り焼成する。Ｐｔ−ＴｉＯ２−ｘ混合物は、Ｒｈ溶液中に繰り返し浸漬することにより、Ｒｈが含浸される。得られた混合物を、２４時間に亘り１１０℃から１２０℃まででオーブン中で乾燥し、次いで、５６０℃で空気中において３時間に亘り焼成して、Ｒｈ−Ｐｔ／ＴｉＯ２−ｘを得る。
【００２５】
焼成混合物Ｒｈ−Ｐｔ／ＴｉＯ２−ｘを２−５日間に亘りミル粉砕する。次いで、約９０パーセントのミル粉砕粉末を約１０パーセントの結合剤、例えば、コロイドアルミナと組み合わせて、ウォッシュコートスラリーを形成する。セラミック基体、例えば、ニューヨーク州、コーニング所在のコーニング社により製造されている、商標名Ｃｅｌｃｏｒ（登録商標）のコージエライトハニカムをスラリー中で浸漬すなわちウォッシュコートする。一般に、約１５０℃から約６００℃までの温度に耐えられるものならどのようなセラミック基体を本発明に用いても差し支えない。３０から４０パーセントの範囲にあるウォッシュコートの充填量がハニカム基体上で観察される。ウォッシュコートされた基体を、空気または還元雰囲気、例えば、成形ガスまたは窒素ガス、もしくは排ガス中で、３℃／分の傾斜率で３時間に亘り６００℃で焼成する。Ｃ２　ＮＯｘ除去触媒の組成は以下のとおりである：１重量パーセントのＲｈ、２重量パーセントのＰｔ、９０重量パーセントのＴｉＯ２−ｘ、および１０重量パーセントのＡｌ２Ｏ３（結合剤）。一般に、Ｒｈの量は、０．０１から５パーセントまでの範囲にあり、Ｐｔの量は、０．０１から５パーセントまでの範囲にあり、ＴｉＯ２−ｘの量は、０から１００パーセントの範囲にある。
【００２６】
シミュレートしたディーゼル排ガス（表１参照）中のＣ２　ＮＯｘ除去触媒の活性は、上述した試験方法（図２参照）を用いて評価した。表５に示したように、は、Ｃ２　ＮＯｘ除去触媒は、１．７５ｍｇ／秒のディーゼル燃料噴射速度および４５０から５６０℃の触媒反応器の出口温度で、７３から８１．６パーセントの高い全ＮＯ転化率を示した。２．２ｍｇ／秒のディーゼル燃料噴射速度および４４５℃から５６２℃までの触媒反応器出口温度に関して、Ｃ２　ＮＯｘ除去触媒は、９１．８から９６．４パーセントの非常に高い全ＮＯ転化率を示した。このことは、燃料噴射量を増加させると、Ｎ２生成率が高くなることを示している。しかしながら、燃料噴射量が増すと、望ましくないＮＨ３の生成率も増加する（表５参照）。Ｃ２　ＮＯｘ除去触媒に関しては、最適条件は、噴射量が１．７５ｍｇ／秒未満である。
【００２７】
【表５】
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実施例３
本発明の別の実施の形態において、ＮＯｘ除去触媒１４（図１に示されている）は、一種類以上の貴金属が含浸されたゼオライトを含む。本発明に使用するのに適した貴金属の例としては、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、およびＩｒが挙げられる。前述したように、ゼオライトは、ＳｉＯｘおよびＡｌＯｙの連結した四面体からなるケイ酸塩である。本発明に使用するのに適したゼオライトの一例は、ＺＳＭ−５である。高温安定性のためには、ゼオライト中のシリカ対アルミナのモル比は高いべきである。例えば、ＺＳＭ−５に関して、シリカ対アルミナのモル比は、少なくとも、約２５であり、好ましくは、少なくとも約５５である。ＺＳＭ−５ゼオライトの１つは、ＭＺ−１２の商標名で、テキサス州、ダラス所在のエクソン・モービル社（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐ．）により供給される。本発明に使用するための評価したゼオライトの他の例としては、メソ多孔質結晶性材料（ＭＣＭ−４１）、超安定化Ｙ（ＵＳＹ）、ＮａＹ、Ｈ−フェリエライト、およびＡｌＰＯ４−５が挙げられる。本発明のある実施の形態において、ゼオライトには、遷移金属、例えば、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ａｇ、またはＣｏ、もしくはそれらの組合せが添加される。Ｎｉ−ＣｏまたはＡｇが添加されたＨ−フェリエライトは、ＮＯ２をＮ２に還元する上で効果的であることが示されている。この触媒は、５パーセントまでの貴金属および５パーセントまでの遷移金属を含んでもよい。
【００２８】
Ｃ３　ＮＯｘ除去触媒は、Ｎｉ−Ｃｏ添加ＭＺ−１２（ＺＳＭ−５；Ｓｉ／Ａｌ＝５５）ゼオライトにＰｔを含浸することにより得られる。金属のＮｉおよびＣｏはそれらの硝酸塩前駆体として加えられる。ＭＺ−１２ゼオライトを、最初に秤量し、ゼオライトと組み合わせるべき硝酸ニッケルおよび硝酸コバルトの量を計算する。次いで、それら硝酸塩を脱イオン水中に溶解させる。ＭＺ−１２ゼオライト粉末を溶液中に分散させる。次いで、混合物をよく撹拌し、その後、約２４時間に亘り約１１０℃から約１２０℃まででオーブン中で乾燥する。得られた乾燥粉末を、約６００℃まで３℃／分の傾斜率でか焼し、空気中において３時間に亘りその温度で保持して、Ｎｉ−Ｃｏ／ＭＺ−１２を得る。このか焼された混合物をハニカムに押し出す。押出し前に、か焼混合物に、特定の量のメトセル（ｍｅｔｈｏｃｅｌ）、シリコン樹脂、ジベンジルエーテル、オレイン酸が加えられる。平方インチ当たり２００および４００のセル密度（ｃｐｓｉ）（約３２および６２セル／ｃｍ２）の両方を押し出し、３時間に亘り８５０℃で焼成する。押し出されたハニカム物体には、２パーセントの（ＮＨ３）４Ｐｔ（ＮＯ３）２溶液中に繰り返し浸漬することにより２パーセントのＰｔが含浸されている。触媒試験の前に、試料を６００℃で３時間に亘り空気中で焼成した。
【００２９】
Ｃ３　ＮＯｘ除去触媒の組成は、以下のとおりである：２パーセントのＰｔ、１．５パーセントのＮｉ、１．５パーセントのＣｏ、９０パーセントのＭＺ−１２、および１０パーセントのＡｌ２Ｏ３。シミュレートしたディーゼル排ガス（表１参照）中のこの触媒の活性は、上述した試験方法を用いて評価した。表６に示したように、Ｃ３　ＮＯｘ除去触媒は、１．４ｍｇ／秒のディーゼル燃料噴射速度および４４６から５０５℃の触媒反応器の出口温度で、７１から７７パーセントの高い全ＮＯ転化率を示した。２．２ｍｇ／秒のディーゼル燃料噴射速度および５５０℃から６００℃までの触媒反応器出口温度に関して、Ｃ３　ＮＯｘ除去触媒は、８６パーセントの非常に高い全ＮＯ転化率を示した。
【００３０】
【表６】
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実施例４
本発明の別の実施の形態において、ＮＯｘ除去触媒１４（図１に示されている）は、一種類以上の貴金属が含浸されたゼオライトと金属酸化物の混合物を含む。Ｃ４　ＮＯｘ除去触媒は、５０パーセントのＭＺ−１２（ＺＳＭ−５；Ｓｉ／Ａｌ＝５５）ゼオライトとアルミナの混合物に、ＩｒＣｌ３・３Ｈ２Ｏから調製したイリジウム（Ｉｒ）溶液１．１２ｇを含浸して、４００ｃｐｓｉ（約６２セル／ｃｍ２）のセル密度を持つ、３．２５インチ（約８．１ｃｍ）×１インチ（約２．５ｃｍ）のセラミック基体、例えば、Ｃｅｌｃｏｒの商標名で、ニューヨーク州、コーニング所在のコーニング社により製造されているコージエライトハニカム上に４５ｇ／立方フィート（約０．００１７ｇ／ｃｍ３）を達成することにより得られる。ゼオライトとアルミナの混合物中のアルミナは、Ｌａ−γ−β−Ａｌ２Ｏ３を含む様々な形態で存在してもよい。Ｃ４触媒は、Ｃ２触媒について記載したものと同様の方法を用いて調製される。この実施例に用いたアルミナ結合剤は、１５パーセントのコロイドアルミナ、例えば、ピー・キュー社により商標名Ａｌ−２０で販売されているコロイドアルミナである。触媒作用について試験した基体の全ては、約１インチ（約２．５ｃｍ）の直径および約１インチ（約２．５ｃｍ）の長さを持つ。代わりの実施の形態において、Ｃ４　ＮＯｘ除去触媒は、オーブン中で前記ゼオライト、アルミナ、およびイリジウムの混合物を乾燥させ、次いで、乾燥混合物を調製することにより形成してもよい。焼成混合物は、ハニカムに押し出してもよい。
【００３１】
Ｃ４　ＮＯｘ除去触媒の組成は以下のとおりである：１パーセントのＩｒ、テキサス州、ダラス所在のエクソン・モービル社により商標名ＭＺ−１２で販売されているもののような、５０パーセントのＺＳＭ−５ゼオンライト、および５０パーセントのＡｌ２Ｏ３。シミュレートしたディーゼル排ガス（表１参照）中のこの触媒の活性は、先に概説した試験方法を用いて評価した。触媒活性は、１．４ｍｇ／秒の一定燃料噴射速度により様々な酸素濃度（３から５パーセント）で評価した。表７に示したように、Ｃ４　ＮＯｘ除去触媒は、１．４ｍｇ／秒のディーゼル燃料噴射速度および３９０℃から５１６℃の触媒反応器の出口温度で、７０から９６パーセントの高い全ＮＯ転化率を示した。４００℃で、それぞれ、３パーセント、４パーセント、および５パーセントにより、９３パーセント、９０．７パーセント、および８３．４パーセントの最大Ｎ２生成が観察された。Ｎ２生成は、温度の上昇と共に減少した。望ましくない副生成物のＮＨ３は、比較的少なかった。Ｃ４触媒を用いた全ＮＯｘ転化率は、シミュレートしたディーゼル排ガスが３パーセントおよび４パーセントの酸素を含有した場合に、非常に高かった。
【００３２】
【表７】
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本発明のＮＯｘ除去触媒は、還元剤としてディーゼル燃料を使用して、シミュレートしたディーゼル排ガス中におけるＮＯｘのＮ２への還元について高い活性を示す。搭載されているディーゼル燃料を使用できるので、他の燃料またはガスのタンクを取り付ける必要がない。ＮＯ２およびＮ２Ｏの生成量は最小である。触媒を押し出して、ウォッシュコートした場合よりも容積の大きい触媒を持つ材料を得てもよく、これにより、性能が向上するであろう。ＦＴＩＲ（図２の２２）により、多量の軽質炭化水素が用いられないことが観察される。このことは、燃料損失を減少させられることを意味する。部分酸化触媒（図示せず）をＮＯｘ除去触媒（図１の１４）の下流に加えてもよい。ＮＯｘ除去触媒の改良に部分酸化触媒を加えると、（ａ）炭化水素の大気中への放出を減少させることができ、（ｂ）ディーゼル燃料の部分酸化により生成される炭化水素を使用して、ＮＯをＮ２に還元することができ（その結果、ＮＯは、炭化水素の酸化剤として働くことによっても減少する）、（ｃ）ＮＯｘ除去触媒でのＮＯ転化の要件を少なくできる、すなわち、噴射される燃料の量が減少する。
【００３３】
全ＮＯｘ還元を向上させるために、ディーゼル燃料をより軽質の効率的な還元剤にある程度分解するのに、いくつかの金属または金属酸化物が活性である。そのような金属または金属酸化物としては以下のものが挙げられる：貴金属、遷移金属／金属酸化物、および希土類金属／金属酸化物またはそれらの組合せ。活性における重要な利点は、燃料を噴霧する高圧ディーゼル噴射器から得られると予測される。ペロブスカイト化合物は低表面積を持つ。その触媒性能は、異なる合成方法、例えば、上述したペチニ法により表面積を増加させることにより増大させることができる。ガソリンは、炭化を減少させるために、ディーゼル燃料の代わりに用いてもよい代わりの還元剤である。ガソリンは、ＮＯｘ還元のための着火温度を低下させると予測される。
【００３４】
本発明を限られた数の実施の形態を参照して説明してきたが、この開示を恩恵を受けた当業者には、ここに記載した本発明の範囲を逸脱しない他の実施の形態を考え出せることが認識されるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲のみにより制限されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態による還元剤噴射装置の概略図
【図２】
本発明のＮＯｘ除去触媒を評価するための構成図
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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