(57)【要約】  第１のＳＣＲ触媒を含む第１のゾーンと、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を含む第２のゾーンとを有する触媒物品であって、アンモニアスリップ触媒が第２のＳＣＲ触媒と酸化触媒とを含み、かつ、ＤＯＣ機能性を有し、第１のゾーンは基材の入口側に配置され、第２のゾーンは基材の出口側に配置されている触媒物品が開示されている。この触媒物品は、排気ガス中のＮＯｘの選択的触媒還元（ＳＣＲ）、アンモニアスリップの量の削減、及び有機残留物の酸化において有用である。触媒物品を含む排気システム及び、アンモニアスリップの量が減少し、炭化水素がＡＳＣ触媒によって酸化されるＳＣＲプロセスにおいて触媒物品を使用する方法もまた記載されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口端及び出口を含む基材と、第１のＳＣＲ触媒を含む第１のゾーンと、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を含む第２のゾーンとを含む触媒物品であって、アンモニアスリップ触媒が第２のＳＣＲ触媒と酸化触媒とを含み、かつ、ＤＯＣ機能性を有し、第１のゾーンは基材の入口側に配置され、第２のゾーンは基材の出口側に配置されている、触媒物品。
【請求項２】
第１のゾーン及び第２のゾーンが同じ基材上に配置され、かつ、第１のゾーンが基材の入口側に配置され、第２のゾーンが基材の出口側に配置されている、請求項１に記載の触媒物品。
【請求項３】
第２の基材をさらに含み、第１のゾーンが第１の基材上に配置され、第２のゾーンは第２の基材上に配置され、かつ、第１の基材が第２の基材の上流に配置されている、請求項１に記載の触媒物品。
【請求項４】
第１の片部と第２の片部とを含み、第１のゾーンが第１の片部に配置され、第２のゾーンは第２の片部に配置され、かつ、第１の片部が第２の片部の上流に配置されている、請求項３に記載の触媒物品。
【請求項５】
ＡＳＣが、酸化触媒を含む最下層と第２のＳＣＲ触媒を含む最上層とを有する二重層である、請求項１に記載の触媒物品。
【請求項６】
最上層がパラジウムをさらに含む、請求項５に記載の触媒物品。
【請求項７】
第２のゾーンが酸化触媒と第２のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項８】
ブレンドがＭｎＯ２上にＰｄ、Ｎｂ−Ｃｅ−Ｚｒ又はＮｂをさらに含む、請求項７に記載の触媒物品。
【請求項９】
酸化触媒が、担体上、好ましくは低アンモニア貯蔵を有する担体上に白金を含む、請求項６から８のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１０】
低アンモニア貯蔵を有する担体が珪酸質担体である、請求項９に記載の触媒物品。
【請求項１１】
珪酸質担体が、（ａ）少なくとも１００、（ｂ）少なくとも２００、（ｃ）少なくとも２５０、（ｄ）少なくとも３００、（ｅ）少なくとも４００、（ｆ）少なくとも５００、（ｇ）少なくとも７５０、及び（ｈ）少なくとも１０００のうちの少なくとも１つのシリカ対アルミナ比を有するシリカ又はゼオライトを含む、請求項１０に記載の触媒物品。
【請求項１２】
珪酸質担体が、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＯＮ、ＦＡＵ、ＭＥＬ、ＭＦＩ又はＭＷＷを含む、請求項１０又は１１に記載の触媒物品。
【請求項１３】
低アンモニア貯蔵を有する担体上の白金の量に対するＳＣＲ触媒の量の比率が、これらの成分の重量に基づいて、（ａ）０：１〜３００：１、（ｂ）３：１〜３００：１、（ｃ）７：１〜１００：１、及び（ｄ）１０：１〜５０：１（比の各端点を含む）のうちの少なくとも１つの範囲内にある、請求項９から１２のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１４】
白金が、白金の担体の重量＋白金の重量＋ブレンド中の第１のＳＣＲ触媒の重量の（ａ）０．０１−０．３％、（ｂ）０．０３−０．２％、（ｃ）０．０５−０．１７％、及び（ｄ）０．０７−０．１５％のうちの少なくとも１つとして存在する、請求項９から１３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１５】
酸化触媒が白金族金属を含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１６】
酸化触媒が白金若しくはパラジウム又はこれらの混合物を含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項１７】
Ｐｔが約０．１ｇ／ｆｔ３から約２０ｇ／ｆｔ３の量でＡＳＣゾーンに存在する、請求項１６に記載の触媒物品。
【請求項１８】
Ｐｄが約０．１ｇ／ｆｔ３から約２０ｇ／ｆｔ３の量でＡＳＣゾーンに存在する、請求項１６又は請求項１７に記載の触媒物品。
【請求項１９】
ＰｔとＰｄが約１：０．０１から約１：１０の重量比で存在する、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２０】
第１のＳＣＲ触媒が卑金属、卑金属の酸化物、モレキュラーシーブ、金属交換モレキュラーシーブ又はこれらの混合物である、請求項１から１９のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２１】
卑金属が、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）及びジルコニウム（Ｚｒ）、並びにこれらの混合物からなる群より選択される、請求項２０に記載の触媒物品。
【請求項２２】
少なくとも１種の卑金属促進剤をさらに含む、請求項２０又は請求項２１に記載の触媒製品。
【請求項２３】
モレキュラーシーブ又は金属交換モレキュラーシーブが小細孔、中細孔、大細孔又はこれらの混合物である、請求項２０から２２のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２４】
第１のＳＣＲ触媒が、アルミノシリケートモレキュラーシーブ、金属置換アルミノシリケートモレキュラーシーブ、アルミノホスフェート（ＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、金属置換アルミノホスフェート（ＭｅＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、シリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ）モレキュラーシーブ及び金属置換シリコアルミノホスフェート（ＭｅＳＡＰＳＯ）モレキュラーシーブ、並びにこれらの混合物からなる群より選択される小細孔モレキュラーシーブを含む、請求項２０から２３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２５】
第１のＳＣＲ触媒が、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ及びＺＯＮ、並びにこれらの混合物及び／又は連晶からなる骨格型の群より選択される小細孔モレキュラーシーブを含む、請求項２０から２４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２６】
第１のＳＣＲ触媒が、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ、及びＩＴＥからなる骨格型の群より選択される小細孔モレキュラーシーブを含む、請求項２０から２５のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２７】
ＳＣＲ触媒が、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、並びにこれらの混合物及び／又は連晶からなる骨格型の群より選択される中細孔モレキュラーシーブを含む、請求項２０から２４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２８】
第１のＳＣＲ触媒が、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、並びにこれらの混合物及び／又は連晶からなる骨格型の群より選択される大細孔モレキュラーシーブを含む、請求項２０から２４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項２９】
第２のＳＣＲ触媒がＣｕ−ＳＣＲ触媒、Ｆｅ−ＳＣＲ触媒、卑金属、卑金属の酸化物若しくは混合酸化物又はバナジウム触媒である、請求項１から２８のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３０】
Ｃｕ−ＳＣＲ触媒が銅及びモレキュラーシーブを含み、Ｆｅ−ＳＣＲ触媒が鉄及びモレキュラーシーブを含む、請求項２９に記載の触媒物品。
【請求項３１】
モレキュラーシーブがアルミノシリケート、アルミノホスフェート（ＡｌＰＯ）、シリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ）又はこれらの混合物である、請求項３０に記載の触媒物品。
【請求項３２】
モレキュラーシーブが、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ及びＺＯＮ、並びにこれらの混合物及び／又は連晶からなる骨格型の群より選択される、請求項３０又は３１に記載の触媒物品。
【請求項３３】
モレキュラーシーブが、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＩＴＥ、ＫＦＩ、ＬＥＶ及びＳＦＷからなる骨格型の群より選択される、請求項３０から３２のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３４】
基材がコーディエライト、高多孔性コーディエライト、金属基材、押出ＳＣＲ、ウォールフロー型フィルター、フィルター又はＳＣＲＦである、請求項１から３３のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３５】
第１のＳＣＲ触媒が第１のコーティングとして存在し、低アンモニア貯蔵を有する担体上の白金が第２のコーティングに存在し、ＮＨ３を含むガスが第２のコーティングを通過する前に第１のコーティングを通過する比較構成を含む触媒と比較して、約２５０℃から約３５０℃の温度でのアンモニアからのＮ２収率の改善をもたらす、請求項１から３４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３６】
第１のＳＣＲ触媒が第１のコーティングとして存在し、担持された白金が第２のコーティングに存在し、ＮＨ３を含むガスが第２のコーティングを通過する前に第１のコーティングを通過する比較構成を含む触媒と比較して、（ａ）約３５０℃から約４５０℃の温度でのアンモニアからのＮ２収率の改善、及び（ｂ）約３５０℃から約４５０℃の温度でのＮＯｘ生成の低減のうちの少なくとも１つをもたらす、請求項１から３５のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３７】
第１のＳＣＲ触媒が第１のコーティングとして存在し、担持された白金が第２のコーティングに存在し、ＮＨ３を含むガスが第２のコーティングを通過する前に第１のコーティングを通過する比較構成を含む触媒と比較して、ＮＨ３からのＮ２Ｏの生成を低減させる、請求項１から３６のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３８】
発熱を生じる、請求項１から３７のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項３９】
請求項１から３８のいずれか一項に記載の触媒物品と、排気ガス中にＮＨ３を生成するか又は排気ガスにＮＨ３を導入するための第１の手段とを備える排気システムであって、排気ガス中にＮＨ３を生成するか又は排気ガスにＮＨ３を導入するための第１の手段が触媒物品の前に配置されている、排気システム。
【請求項４０】
ＣＳＦ又はＳＣＲＦをさらに備え、ＣＳＦ又はＳＣＲＦが触媒物品の下流に配置され、前記システムがＳＣＲＦを備える場合、排気ガス中にＮＨ３を生成するか又は排気ガスにＮＨ３を導入するための第２の手段が触媒物品とＳＣＲＦとの間に配置されている、請求項３８又は請求項３９に記載の排気システム。
【請求項４１】
ＣＳＦがＣＳＦの前方に高ＰＧＭ担持量を含む、請求項４０に記載の排気システム。
【請求項４２】
請求項１に記載の触媒物品と、排気ガス中にＮＨ３を生成するか又は排気ガスにＮＨ３を導入するための手段とを備える排気システムを含むエンジン。
【請求項４３】
炭化水素を含む排気ガスを請求項１から３８のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、排気ガス中の炭化水素排出物を制御する方法。
【請求項４４】
炭化水素を含む排気ガスを請求項１から３８のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、排気ガス中の炭化水素排出物を処理する触媒において発熱を生じさせる方法。
【請求項４５】
ＮＯｘ又はＮＨ３を含む排気ガスを請求項１から３８のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、排気ガス中のＮＯｘ排出物を制御する方法。
【請求項４６】
ＮＯｘ又はＮＨ３を含む排気ガスを請求項１から３８のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、排気ガス中のＮ２Ｏ排出物を制御する方法。
【請求項４７】
請求項１から３８のいずれか一項に記載の触媒物品が、ＤＯＣを含む排気システムの一部ではない、請求項４６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、アンモニアスリップ触媒を含有する物品、並びにアンモニアスリップを減少させるためにそのような物品を製造及び使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン、固定ガスタービン及びその他のシステムにおける炭化水素の燃焼は、ＮＯ（一酸化窒素）及びＮＯ２（二酸化窒素）を含む窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するために処理しなければならない排気ガスを生成する（生成するＮＯｘの大部分はＮＯである）。ＮＯｘは、人々の健康問題を多く引き起こすだけでなく、スモッグや酸性雨の形成を含む多くの有害な環境影響を引き起こすことが知られている。排気ガス中のＮＯｘのヒト及び環境への影響を軽減するためには、これらの望ましくない成分を、好ましくは他の有害又は毒性物質を生成しないプロセスによって、排除することが望ましい。
【０００３】
リーンバーン及びディーゼルエンジンで発生する排気ガスは、一般に酸化性である。ＮＯｘを元素窒素（Ｎ２）と水に変換する選択的触媒還元（ＳＣＲ）として知られている方法において、触媒及び還元剤を用いてＮＯｘを選択的に還元する必要がある。ＳＣＲプロセスでは、ガス状還元剤、典型的には無水アンモニア、アンモニア水又は尿素が、排気ガスが触媒と接触する前に排気ガス流に添加される。還元剤は触媒上に吸着され、ＮＯｘは触媒された基材の中又は上を通過する際に還元される。ＮＯｘの変換率を最大にするためには、化学量論量より多いアンモニアをガス流に添加することがしばしば必要である。しかし、過剰のアンモニアを大気中に放出することは、人々の健康及び環境に有害であろう。さらに、アンモニアは、特に水溶液形態で苛性である。排気管下流の排気管の領域におけるアンモニア及び水の凝縮は、排気システムを損傷し得る腐食性の混合物を生じる可能性がある。したがって、排気ガス中のアンモニアの放出は止めるべきである。従来型の排気システムの多くでは、アンモニア酸化触媒（アンモニアスリップ触媒又は「ＡＳＣ」としても知られている）がＳＣＲ触媒の下流に設置されており、排気ガス中のアンモニアを窒素に変換することによってアンモニアを除去する。アンモニアスリップ触媒の使用は、典型的なディーゼル走行サイクルにわたって９０％を超えるＮＯｘ変換率を可能にし得る。
【０００４】
ＳＣＲによるＮＯｘ除去と窒素への選択的アンモニア変換の両方を提供する触媒を有することが望ましく、アンモニア変換は車両の駆動サイクル中に広い温度範囲にわたって起こり、最小の窒素酸化物及び亜酸化窒素副生成物が形成される。
【発明の概要】
【０００５】
第１の態様では、本発明は、入口端及び出口を含む基材と、第１のＳＣＲ触媒を含む第１のゾーンと、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を含む第２のゾーンとを含む触媒物品に関し、この場合、アンモニアスリップ触媒は第２のＳＣＲ触媒と酸化触媒とを含み、かつ、ＤＯＣ機能性を有し、第１のゾーンは基材の入口側に配置され、第２のゾーンは基材の出口側に配置されている。
【０００６】
別の態様では、本発明は、本発明の第１の態様の触媒物品と、ＮＨ３を排気ガス中に生成するための手段とを備える排気システムに関する。
【０００７】
さらに別の態様では、本発明は、本発明の第１の態様の触媒物品と、ＮＨ３を排気ガス中に生成するための手段とを備える排気システムを含むエンジンに関する。
【０００８】
さらに別の態様では、本発明は、炭化水素を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む、排気ガス中の炭化水素排出物を制御する方法に関する。
【０００９】
別の態様では、本発明は、炭化水素を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む、排気ガス中の炭化水素排出物を処理する触媒中に発熱を生じさせる方法に関する。
【００１０】
なお別の態様では、本発明は、炭化水素を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品に接触させることを含む、排気ガス中の炭化水素排出物を処理する触媒中に発熱を生じさせる方法に関する。
【００１１】
さらに別の態様では、本発明は、ＮＯｘ又はＮＨ３を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む、排気ガス中のＮＯｘ排出物を制御する方法に関する。
【００１２】
さらなる態様では、本発明は、ＮＯｘ又はＮＨ３を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む、排気ガス中のＮ２Ｏ排出物を制御する方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＳＣＲがＡＳＣの前の排気ガス流中に配置されている構成を示す。
【図２】ＳＲＣが、酸化触媒を含む最下層の上に第２のＳＣＲ触媒を有する最上層を含む二重層触媒の前の排気ガス流中に配置されている構成を示す。
【図３】ＳＣＲが、ＳＣＲ触媒と酸化触媒とのブレンドを含むＡＳＣの前排気ガス流中に配置されている構成を示す。
【図４】フレッシュ触媒を用いたＮＨ３変換率、Ｎ２Ｏ選択率、及びＮＯＸ選択率を示すグラフである。
【図５】エイジング触媒を用いたＮＨ３変換率、Ｎ２Ｏ選択率、及びＮＯＸ選択率を示すグラフである。
【図６】フレッシュ触媒を用いたＮＯ変換率を示すグラフである。
【図７】エイジング触媒を用いたＮＯ変換率を示すグラフである。
【図８】フレッシュ触媒を用いたＣＯ変換率を示すグラフである。
【図９】エイジング触媒を用いたＣＯ変換率を示すグラフである。
【図１０】フレッシュな参照触媒を用いた炭化水素（ＨＣ）変換率を示すグラフである。
【図１１】１：５のＰｔ：Ｐｄ比率を有するフレッシュ触媒を用いた炭化水素（ＨＣ）変換率を示すグラフである。
【図１２】２：１のＰｔ：Ｐｄ比率を有するフレッシュ触媒を用いた炭化水素（ＨＣ）変換率を示すグラフである。
【図１３】エイジングさせた参照触媒を用いた炭化水素（ＨＣ）変換率を示すグラフである。
【図１４】１：５のＰｔ：Ｐｄ比率を有するエイジング触媒を用いた炭化水素（ＨＣ）変換率を示すグラフである。
【図１５】２：１のＰｔ：Ｐｄ比率を有するエイジング触媒を用いた炭化水素（ＨＣ）変換率を示すグラフである。
【図１６】唯一のＰＧＭとしてＰｔを有する参照触媒を含有する排気システム内の、さまざまな地点での温度を示すグラフである。
【図１７】ＰｔとＰｄを１：５の担持量で有する参照触媒を含有する排気システム内のさまざまな地点での温度を示すグラフである。
【図１８】ＰｔとＰｄを２：１の担持量で有する参照触媒を含有する排気システム内のさまざまな地点の温度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈から判断して明らかにそうでないと分かる以外は、複数の指示物を含む。したがって、例えば「触媒(a catalyst）」と言えば、２つ以上の触媒の混合物などを含む。
【００１５】
「アンモニアスリップ」という用語は、ＳＣＲ触媒を通過する未反応アンモニアの量を意味する。
【００１６】
用語「担体」とは、触媒が固定されている材料を意味する。
【００１７】
用語「低アンモニア貯蔵を有する担体」とは、担体１ｍ３当たり０．００１ｍｍｏｌ未満のＮＨ３を貯蔵する担体を意味する。低アンモニア貯蔵を有する担体は好ましくは、ＡＥＩ、ＡＮＡ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＦＩ、ＣＨＡ、ＣＯＮ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＦＷ、ＩＦＹ、ＩＨＷ、ＩＭＦ、ＩＲＮ、ＩＲＹ、ＩＳＶ、ＩＴＥ、ＩＴＧ、ＩＴＮ、ＩＴＲ、ＩＴＷ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＯＺ、ＬＴＡ、ＬＴＦ、ＭＥＬ、ＭＥＰ、ＭＦＩ、ＭＲＥ、ＭＳＥ、ＭＴＦ、ＭＴＮ、ＭＴＴ、ＭＴＷ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＯＮ、ＮＳＩ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＲＴＥ、ＲＴＨ、ＲＵＴ、ＲＷＲ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＦＨ、ＳＦＮ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＧＴ、ＳＯＤ、ＳＳＦ、ＳＳＯ、ＳＳＹ、ＳＴＦ、ＳＴＯ、ＳＴＴ、ＳＶＲ、ＳＶＶ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＵＯＶ、ＵＴＬ、ＵＷＹ、ＶＥＴ、ＶＮＩからなる群より選択される骨格型を有するモレキュラーシーブ又はゼオライトである。モレキュラーシーブ又はゼオライトは、より好ましくはＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＯＮ、ＦＡＵ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、及びＭＷＷからなる群より選択される骨格型を、さらに一層好ましくはＢＥＡ及びＭＦＩからなる群より選択される骨格型を有する。
【００１８】
用語「か焼する」又は「か焼」とは、空気中又は酸素中で材料を加熱することを意味する。この定義は、ＩＵＰＡＣのか焼の定義と一致するものである。この定義は、ＩＵＰＡＣのか焼の定義と一致するものである。(IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 第2版(「Gold Book」).  A. D. McNaught及びA. Wilkinsonによる編纂。Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XMLオンライン改訂版: http://goldbook.iupac.org (2006-)、M. Nic, J. Jirat, B. Kosataにより作成; A. Jenkinsにより更新版が編纂される。ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/ goldbook.)金属塩を分解し、触媒内の金属イオンの交換を促進し、触媒を基材に接着させるために、か焼が行われる。か焼に用いられる温度は、か焼する材料中の成分によって決まり、通常、およそ１から８時間で約４００℃から約９００℃の間である。場合によっては、か焼は、約１２００℃までの温度で実施することができる。本明細書に記載の方法を含む用途では、か焼は、通常約４００℃から約７００℃の温度でおよそ１から８時間、好ましくは約４００℃から約６５０℃の温度でおよそ１から４時間実施される。
【００１９】
用語「約」は、おおよそを意味し、この用語が結び付けられている値の、任意選択的に±２５％、好ましくは±１０％、さらに好ましくは±５％、又は最も好ましくは±１％の範囲を指す。
【００２０】
さまざまな数値要素の１つ又は複数の範囲が提供される場合、その１つ又は複数の範囲は、別記されない限り、その値を含めることができる。
【００２１】
用語「Ｎ２選択性」は、アンモニアの窒素への変換率を意味する。
【００２２】
「ディーゼル酸化触媒」（ＤＯＣ）という用語は、燃焼プロセスからの炭化水素を含有する排気ガスを処理するために使用される触媒のタイプを記述するために用いられる、当該技術分野でよく知られている用語である。
【００２３】
用語「白金族金属」又は「ＰＧＭ」は、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、及びイリジウムを指す。白金族金属は好ましくは、白金、パラジウム、ルテニウム又はロジウムである。
【００２４】
用語「活性成分担持量」は、白金の担体の重量＋白金の重量＋ブレンド中の第１のＳＣＲ触媒の重量を指す。白金は、約０．０１〜約０．２５重量％（境界値も含む）の活性成分担持量の触媒中に存在し得る。好ましくは、白金は、０．０４〜０．２重量％（境界値も含む）の活性成分担持量の触媒中に存在し得る。より好ましくは、白金は、０．０７〜０．１７重量％（境界値も含む）の活性成分担持量の触媒中に存在し得る。最も好ましくは、白金は、０．０５〜０．１５重量％（境界値も含む）の活性成分担持量の触媒中に存在し得る。
【００２５】
用語「下流」及び「上流」は、排気ガスの流れが基材又は物品の入口端から出口端に向かう触媒又は基材の配向を表す。
【００２６】
「第１」、「第２」という用語は、本明細書において一般的に使用され、同じ名前を有する特徴を区別するためのラベルであり、このような各特徴の数ついては、文脈がそうでないことを示さない限り、数値限定されない。
【００２７】
本明細書で使用される「ＤＯＣ機能性」という表現は、典型的にはディーゼルエンジンなどのリーンバーンエンジンにより生じる排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及び／又は炭化水素（ＨＣ）を処理するための酸化触媒を指す。
【００２８】
本発明の第１の態様では、触媒物品は、入口端及び出口端を含む基材と、第１のＳＣＲ触媒を含む第１のゾーンと、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を含む第２のゾーンとを含み、この場合、アンモニアスリップ触媒は第２のＳＣＲ触媒と酸化触媒とを含み、ＡＳＣはＤＯＣ機能性を有し、第１のゾーンは基材の入口側に（例えば入口端に）配置され、第２のゾーンは基材の出口側に（例えば出口端に）配置されている。触媒物品は、発熱を生じさせることができる。
【００２９】
第１のゾーン及び第２のゾーンは、同じ基材上に配置することができ、好ましくはこの場合、第１のゾーンが基材の入口側に配置され、第２のゾーンが基材の出口側に配置される。
【００３０】
触媒物品は、第２の基材をさらに含むことができ、この場合第１のゾーンは第１の基材上に配置され、第２のゾーンは第２の基材上に配置され、第１の基材が第２の基材の上流に配置される。触媒物品は、第１の片部と第２の片部とを含むことができ、この場合第１のゾーンは第１の片部に配置され、第２のゾーンは第２の片部に配置され、第１の片部が第２の片部の上流に配置される。
【００３１】
第１のゾーンは、第１のＳＣＲ触媒を含む。第２のゾーンは、酸化触媒と第２のＳＣＲ触媒とを含むＡＳＣ触媒を含む。
【００３２】
ＡＳＣは、酸化触媒を含む最下層と第２のＳＣＲ触媒を含む最上層とを有する二重層であってよい。
【００３３】
ＡＳＣ触媒は、酸化触媒と第２のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む単一層であってもよい。
【００３４】
ＳＣＲ触媒
この組成物は、２つのＳＣＲ触媒、すなわち第１のゾーン（例えばＳＣＲゾーン）の第１のＳＣＲ触媒と、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）の一部としての第２のＳＣＲ触媒とを含む。
【００３５】
第１のＳＣＲ触媒は、後述するような異なる活性成分を含むことにより、異なる担持量の活性成分を含むことにより、又はその両方により第２のＳＣＲ触媒とは異なるものであり得る。
【００３６】
第１のＳＣＲ触媒及び第２のＳＣＲ触媒の各々における活性成分又はＳＣＲ組成物は、卑金属、卑金属の酸化物、モレキュラーシーブ、金属交換モレキュラーシーブ、及びこれらの混合物からなる群より独立に選択することができる。
【００３７】
卑金属は、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）及びジルコニウム（Ｚｒ）、並びにこれらの混合物からなる群より選択することができる。
【００３８】
アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア及びそれらの組み合わせなどの耐火性金属酸化物上に担持されたバナジウムからなるＳＣＲ組成物は、周知であり、自動車用途で商業的に広く使用されている。典型的な組成物は、米国特許第４０１０２３８号及び第４０８５１９３号に記載されており、これらの特許の全内容は参照により本明細書に援用される。商業的に、特に自動車用途において使用される組成物は、ＴｉＯ２であってその上にＷＯ３及びＶ２Ｏ５が各々５〜２０重量％及び０．５〜６重量％の範囲の濃度で分散されているＴｉＯ２を含む。ＳＣＲ触媒は、ＭｎＯ２上にＮｂ−Ｃｅ−Ｚｒ又はＮｂを含んでもよい。これらの触媒は、結合剤及び促進剤として作用する、ＳｉＯ２及びＺｒＯ２などの他の無機材料を含んでもよい。
【００３９】
ＳＣＲ触媒が卑金属である場合、触媒物品は、少なくとも１種の卑金属促進剤をさらに含んでもよい。本明細書で使用される場合、「促進剤」は、触媒に添加されたときに触媒の活性を増加させる物質を意味すると理解される。
【００４０】
卑金属促進剤は、金属、金属の酸化物、又はこれらの混合物の形態であってもよい。
【００４１】
少なくとも１種の卑金属促進剤又は卑金属触媒促進剤は、ネオジム（Ｎｄ）、バリウム（Ｂａ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、ストロンチウム（Ｓｒ））、及びこれらの酸化物から選択することができる。
【００４２】
少なくとも１種の卑金属促進剤又は卑金属触媒促進剤は、好ましくはＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＣｕＯ、ＣｏＯ、ＣｅＯ２、及びこれらの混合物であり得る。
【００４３】
少なくとも１種の卑金属触媒促進剤は、水溶液中の塩、例えば硝酸塩又は酢酸塩などの形態で触媒に添加してもよい。
【００４４】
少なくとも１種の卑金属促進剤又は卑金属触媒促進剤及び少なくとも１種の卑金属触媒（例えば銅）は、酸化物担体材料上に水溶液から含浸されてもよく、酸化物担体材料を含むウオッシュコートに添加されてもよく、ウオッシュコートで予めコーティングされた担体に含浸されてもよい。
【００４５】
ＳＣＲ触媒は、モレキュラーシーブ又は金属交換モレキュラーシーブを含んでもよい。本明細書で使用されるように、「モレキュラーシーブ」とは、ガス又は液体の吸着剤として使用することができる、適切かつ均一なサイズの小さな細孔を含む準安定物質を意味すると理解される。細孔を通過するのに十分小さい分子は吸着され、大きい分子は吸着されない。モレキュラーシーブは、ゼオライトモレキュラーシーブ、非ゼオライトモレキュラーシーブ、又はこれらの混合物であってもよい。
【００４６】
ゼオライトモレキュラーシーブは、国際ゼオライト協会(International Zeolite Association(IZA))が発表しているＤａｔａｂａｓｅ  ｏｆ  Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（ゼオライト構造のデータベース）に列挙されている骨格構造のいずれか１つを有する微多孔アルミノシリケートである。骨格構造には、ＣＨＡ、ＦＡＵ、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＭＯＲ型のものが含まれるが、これらに限定されない。これらの構造を有するゼオライトの非限定的な例には、チャバサイト、フージャサイト、ゼオライトＹ、超安定Ｙ型ゼオライト、ベータゼオライト、モルデナイト、シリカライト、Ｘ型ゼオライト、及びＺＳＭ−５が含まれる。アルミノシリケートゼオライトは、少なくとも約５、好ましくは少なくとも約２０のシリカ／アルミナモル比（ＳＡＲ）（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３と定義される）を有することができ、有効測定範囲は約１０〜２００である。
【００４７】
第１のＳＣＲ触媒及び第２のＳＣＲ触媒の各々は、小細孔、中細孔又は大細孔モレキュラーシーブ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
【００４８】
「小細孔モレキュラーシーブ」は、四面体原子８個の最大環サイズを含むモレキュラーシーブである。「中細孔モレキュラーシーブ」は、四面体原子１０個の最大環サイズを含むモレキュラーシーブである。「大細孔モレキュラーシーブ」は、四面体原子１２個の最大環サイズを有するモレキュラーシーブである。
【００４９】
第１のＳＣＲ触媒及び第２のＳＣＲ触媒の各々は、アルミノシリケートモレキュラーシーブ、金属置換アルミノシリケートモレキュラーシーブ、アルミノホスフェート（ＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、金属置換アルミノホスフェート（ＭｅＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、シリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ）モレキュラーシーブ及び金属置換シリコアルミノホスフェート（ＭｅＡＰＳＯ）モレキュラーシーブ、並びにこれらの混合物からなる群より選択される小細孔モレキュラーシーブを独立に含み得る。
【００５０】
第１のＳＣＲ触媒及び第２のＳＣＲ触媒の各々は、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＦＷ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、及びＺＯＮ、並びにこれらの混合物及び／又は連晶からなる骨格型の群より選択される小細孔モレキュラーシーブを独立に含み得る。好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ、及びＩＴＥからなる骨格型の群より選択される。
【００５１】
第１のＳＣＲ触媒及び第２のＳＣＲ触媒の各々は、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、並びにこれらの混合物及び／又は連晶からなる骨格型の群より選択される中細孔モレキュラーシーブを独立に含み得る。好ましくは、中細孔モレキュラーシーブは、ＭＦＩ、ＦＥＲ及びＳＴＴからなる骨格型の群より選択される。
【００５２】
第１のＳＣＲ触媒及び第２のＳＣＲ触媒の各々は、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、並びにこれらの混合物及び／又は連晶からなる骨格型の群より選択される大細孔モレキュラーシーブを独立に含み得る。好ましくは、大細孔モレキュラーシーブは、ＭＯＲ、ＯＦＦ及びＢＥＡからなる骨格型の群より選択される。
【００５３】
金属交換モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの外面又はチャネル、キャビティ若しくはケージ内の余分な骨格部位に堆積した、周期表のＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩＢ、ＩＢ又はＩＩＢ族のうちの１つからの少なくとも１種の金属を有してもよい。この金属は、０価の金属原子又はクラスター、単離されたカチオン、単核又は多核オキシカチオンを含むがこれらに限定されないいくつかの形態のうちの１つの形態で存在しても、又は拡大された（extended）金属酸化物として存在してもよい。好ましくは、金属は、鉄、銅、及びこれらの混合物又は組み合わせであってよい。
【００５４】
金属は、適切な溶媒中の金属前駆体の混合物又は溶液を用いて、ゼオライトと組み合わせることができる。用語「金属前駆体」は、ゼオライト上に分散されて触媒活性金属成分をもたらすことができる任意の化合物又は錯体を意味する。溶媒は、他の溶媒を使用することの経済面及び環境面の双方に因り、好ましくは水である。好ましい金属である銅を使用する場合、好適な錯体又は化合物には、限定されないが、無水及び水和硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、銅アセチルアセトネート、酸化銅、水酸化銅、及び銅アミンの塩（例えば［Ｃｕ（ＮＨ３）４］２＋）が含まれる。本発明は、特定の種類、組成又は純度の金属前駆体に限定されない。モレキュラーシーブを金属成分の溶液に添加して懸濁液を形成し、その後これを反応させて金属成分をゼオライト上に分散させることができる。金属は、モレキュラーシーブの外面だけでなく細孔チャネルにも分散されてもよい。金属は、イオン形態で、又は金属酸化物として分散されてもよい。例えば、銅は、銅（ＩＩ）イオン、銅（Ｉ）イオン又は酸化銅として分散されてもよい。金属を含有するモレキュラーシーブを、懸濁液の液相から分離し、洗浄し、乾燥させることができる。その後、得られた金属含有モレキュラーシーブをか焼して、モレキュラーシーブ中に金属を固定することができる。
【００５５】
好ましくは、第１のＳＣＲ触媒及び第２のＳＣＲ触媒のそれぞれは、Ｃｕ−ＳＣＲ、Ｆｅ−ＳＣＲ、バナジウム、混合酸化物、促進Ｃｅ−Ｚｒ又は促進ＭｎＯ２を独立に含み得る。
【００５６】
金属交換モレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの外面又はチャネル、キャビティ若しくはケージ内の余分な骨格部位に配置されている、周期表のＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩＢ、ＩＢ又はＩＩＢ族を約０．１０重量％〜約１０重量％の範囲で含有してもよい。好ましくは、余分な骨格金属は、約０．２重量％〜約５重量％の範囲の量で存在し得る。
【００５７】
金属交換モレキュラーシーブは、触媒の総重量の約０．１重量％〜約２０重量％の銅（Ｃｕ）又は鉄（Ｆｅ）を有する、銅又は鉄担持モレキュラーシーブであってもよい。より好ましくは、銅又は鉄は、触媒の総重量の約０．５％〜約１５％存在する。最も好ましくは、銅又は鉄は、触媒の総重量の約１％〜約９％存在する。
【００５８】
第２のＳＣＲ触媒は、Ｃｕ−ＳＣＲ触媒、Ｆｅ−ＳＣＲ触媒、卑金属、卑金属の酸化物若しくは混合酸化物又はバナジウム触媒であってもよい。
【００５９】
Ｃｕ−ＳＣＲ触媒は、銅及び小細孔モレキュラーシーブを含み、Ｆｅ−ＳＣＲ触媒は、鉄及び小細孔モレキュラーシーブを含む。
【００６０】
小細孔モレキュラーシーブは、アルミノシリケート、アルミノホスフェート（ＡｌＰＯ）、シリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ）又はこれらの混合物であり得る。
【００６１】
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、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ及びＺＯＮ、並びにこれらの混合物及び／又は連晶からなる骨格型の群より選択することができる。
【００６２】
好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＩＴＥ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、及びＳＦＷからなる骨格型の群より選択することができる。
【００６３】
低アンモニア貯蔵を有する担体上の白金の量に対する第１のＳＣＲ触媒の量の比率は、これらの成分の重量に基づいて、（ａ）０：１〜３００：１、（ｂ）３：１〜３００：１、（ｃ）７：１〜１００：１、及び（ｄ）１０：１〜５０：１（端点を含む）のうちの少なくとも１つの範囲内にあってよい。
【００６４】
白金は、白金の担体の重量＋白金の重量＋ブレンド中の第１のＳＣＲ触媒の重量の（ａ）０．０１−０．３％、（ｂ）０．０３−０．２％、（ｃ）０．０５−０．１７％、及び（ｄ）０．０７−０．１５％のうちの少なくとも１つで存在し得る。
【００６５】
アンモニアスリップ触媒
アンモニアスリップ触媒は、酸化触媒を含む最下層と第２のＳＣＲ触媒を含む最上層とを有する二重層であってよい。
【００６６】
アンモニアスリップ触媒は、酸化触媒と第２のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む単一層であってもよい。
【００６７】
この酸化触媒は、好ましくは白金族金属、好ましくは白金若しくはパラジウム又はこれらの混合物である。
【００６８】
白金は、約０．１ｇ／ｆｔ３から約２０ｇ／ｆｔ３の量でＡＳＣゾーンに存在し得る。
【００６９】
白金は、約０．１ｇ／ｆｔ３から約２０ｇ／ｆｔ３の量でＡＳＣゾーンに存在し得る。
【００７０】
白金とパラジウムの双方がＡＳＣゾーンに存在する場合、Ｐｔ及びＰｄは、約１：０．０１から約１：１０の重量比で存在する。
【００７１】
二重層アンモニアスリップ触媒は好ましくは、白金を含最下層と、銅ゼオライト、好ましくは銅チャバザイトを含む最上層とを含み、この場合パラジウムも最下層若しくは最上層又は最上層と最下層の双方に存在する。最上層は、パラジウムをさらに含むことができる。パラジウムは、最上層に存在する場合、好ましくは銅ゼオライトとのブレンド中に存在し、ここでパラジウムは、ブレンドを形成している銅ゼオライトと混合して担体上にある。これらの組成物は、触媒の発熱性能を改善するのに役立ち得る。
【００７２】
第２のゾーンが酸化触媒と第２のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む場合、酸化触媒は、白金を担体上、好ましくは低アンモニア貯蔵を有する担体上に含むことができる。低アンモニア貯蔵を有する担体は、珪酸質担体であり得る。
【００７３】
珪酸質担体は、（ａ）少なくとも１００、（ｂ）少なくとも２００、（ｃ）少なくとも２５０、（ｄ）少なくとも３００、（ｅ）少なくとも４００、（ｆ）少なくとも５００、（ｇ）少なくとも７５０、及び（ｈ）少なくとも１０００のうちの少なくとも１つのシリカ対アルミナ比を有するシリカ又はゼオライトを含み得る。
【００７４】
珪酸質担体は、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＯＮ、ＦＡＵ、ＭＥＬ、ＭＦＩ又はＭＷＷ骨格型を有するモレキュラーシーブを含み得る。
【００７５】
低アンモニア貯蔵を有する担体上の白金の量に対するＳＣＲ触媒の量の比は、これらの成分の重量に基づいて、０：１〜３００：１、好ましくは３：１〜３００：１、より好ましくは７：１〜１００：１、最も好ましくは１０：１〜５０：１の範囲（比の各端点を含む）であってよい。
【００７６】
ブレンドは、ＭｎＯ２上にＰｄ、Ｎｂ−Ｃｅ−Ｚ又はＮｂをさらに含むことができる。
【００７７】
本明細書に記載の触媒は、様々なエンジンからの排気ガスのＳＣＲ処理において使用することができる。珪酸質担体上の白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む触媒の特性の一つは、第１のＳＣＲ触媒がＣｕ−ＳＣＲ又はＦｅ−ＳＣＲ触媒である場合、第１のＳＣＲ触媒が第１の層として存在し、アンモニアを貯蔵する層に担持された白金が第２のコーティングに存在し、ＮＨ３を含むガスが第２のコーティングを通過する前に第１の層を通過する比較構成を含む触媒と比較して、約２５０℃から約３５０℃の温度でのアンモニアからのＮ２収率の改善をもたらし得ることである。低アンモニア貯蔵を有する担体上の白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む触媒の別の特性は、第１のＳＣＲ触媒がＣｕ−ＳＣＲ触媒又はＦｅ−ＳＣＲ触媒である場合、第１のＳＣＲ触媒が第１の層として存在し、アンモニアを貯蔵する担体に担持された白金が第２のコーティングに存在し、ＮＨ３を含むガスが第２のコーティングを通過する前に第１の層を通過する比較構成を含む触媒と比較して、ＮＨ３からのＮ２Ｏ生成を低減し得ることである。
【００７８】
本発明の一態様では、低アンモニア貯蔵を有する担体上の白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む触媒のさまざまな構成を調製することができる。アンモニアを貯蔵しない担体上の白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む触媒の部分は、以下に説明する図において「ブレンド」と表示される。
【００７９】
第１の構成では、触媒物品は、入口及び出口を有する基材と、ＳＣＲ触媒を含む第１のゾーンと、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を含む第２のゾーンとを含み、第１のゾーンは基材の入口側に配置され、第２のゾーンが第１のゾーンの下流及び基材の出口側に配置されている。図１は、ＳＣＲが排気ガス流内で物品の入口に配置され、ＡＳＣが物品の出口に配置されている構成を示す。
【００８０】
第２の構成では、触媒物品は、入口及び出口を有する基材と、第１のＳＣＲ触媒を含む第１のゾーンと、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を含む第２のゾーンとを含み、ＡＳＣは第２のＳＣＲ触媒を含む最上層と酸化触媒を含む最下層とを有する二重層を含み、第１のゾーンは基材の入口側に配置され、第２のゾーンは第１のゾーンの下流及び基材の出口側に配置されている。この構成は、第２のＳＣＲ触媒を含む最上層と酸化触媒を含む最下層とを有する二重層であるＡＳＣを備えた第１の構成と類似している。図２は、第１のゾーンが排気ガス流内で物品の入口に配置され、第２のＳＣＲ触媒を含む最上層と酸化触媒を含む最下層とを有する二重層を含むＡＳＣを含む第２のゾーンが第１のゾーンの下流及び物品の出口に配置されている構成を示す。最上層は、第２のＳＣＲ触媒に加えてパラジウムを含むことができる。
【００８１】
第３の構成では、触媒物品は、入口及び出口を有する基材と、第１のＳＣＲ触媒を含む第１のゾーンと、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）を含む第２のゾーンとを含み、アンモニアスリップ触媒は第２のＳＣＲ触媒と酸化触媒とのブレンドを含み、第１のゾーンは基材の入口側に配置され、第２のゾーンは第１のゾーンの下流及び基材の出口側に配置されている。この構成は、第２のＳＣＲ触媒と酸化触媒とのブレンドであるＡＳＣを備えた第１の構成と類似している。図３は、第１のＳＣＲ触媒を含むＳＣＲゾーンが排気ガス流内で基材の入口に配置され、ＡＣＳゾーンが第２のＳＣＲ触媒と酸化触媒とのブレンドからなり、物品の出口にあるＳＣＲゾーンの下流に配置されている構成を示す。
【００８２】
上記構成の各々において、各ゾーンは同じ基材上に配置することができ、又は各基材上に１つ以上のゾーンを有する２つ以上の基材があってもよい。排気システムにおいて、２つ以上の基材が使用される場合、１つ以上の基材が１つのハウジング又はケーシング内に、又は異なるハウジング又はケーシング内に配置され得る。
【００８３】
触媒物品の第２のゾーンが酸化触媒と第２のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む場合、触媒物品は、Ｎ２収率、ＮＯｘ生成の低減、及びＮ２Ｏ生成の低減に関連する１つ以上の特性を有することができる。触媒物品は、第１のＳＣＲ触媒が第１のコーティングとして存在し、低アンモニア貯蔵を有する担体上の白金が第２のコーティングに存在し、ＮＨ３を含むガスが第２のコーティングを通過する前に第１のコーティングを通過する比較構成を含む触媒と比較して、約２５０℃から約３５０℃の温度でのアンモニアからのＮ２収率の改善をもたらし得る。触媒物品は、第１のＳＣＲ触媒が第１のコーティングとして存在し、担持された白金が第２のコーティングに存在し、ＮＨ３を含むガスが第２のコーティングを通過する前に第１のコーティングを通過する比較構成を含む触媒と比較して、（ａ）約３５０℃から約４５０℃の温度でのアンモニアからのＮ２収率の改善、及び（ｂ）約３５０℃から約４５０℃の温度でのＮＯｘ生成の低減のうちの少なくとも１つをもたらし得る。触媒物品は、第１のＳＣＲ触媒が第１のコーティングとして存在し、担持された白金が第２のコーティングに存在し、ＮＨ３を含むガスが第２のコーティングを通過する前に第１のコーティングを通過する比較構成を含む触媒と比較して、アンモニアからのＮ２Ｏ生成の低減をもたらし得る。
【００８４】
触媒のための基材は、ハニカム構造、押出担体、金属基材又はＳＣＲＦなど、フロースルー又はフィルター構造を含む自動車用触媒を調製するために典型的に使用される任意の材料であってよい。基材は好ましくは、流路が流体の流れに対して開いているようにするため、基材の入口から出口面まで延在する微細で平行な複数のガス流路を有する。このようなモノリス担体は、断面積１平方インチ当たり約７００以上の流路（又は「セル」）を含むことができるが、これよりはるかに少ないものを使用してもよい。例えば、担体は、約７〜６００、より通常では約１００〜４００個のセル／平方インチ（「ｃｐｓｉ」）を有することができる。通路（流体入口から流体出口への実質的に真っ直ぐな通路）は、通路を流れるガスが触媒材料と接触するようにＳＣＲ触媒が「ウオッシュコート」としてコーティングされている壁によって画定される。モノリス基材の流路は、台形、長方形、正方形、三角形、正弦曲線、六角形、楕円形、円形等の任意の適切な断面形状とすることができる薄壁チャンネルである。本発明は、特定の基材の種類、材質又は形状に限定されない。
【００８５】
セラミック基材は、例えばコーディエライト、コーディエライト−αアルミナ、α−アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ−シリカマグネシア、ケイ酸ジルコニウム、シリマナイト、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタライト、アルミノシリケート、及びこれらの混合物等の任意の適切な耐火材料で作られていてもよい。
【００８６】
ウォールフロー基材は、例えばコーディエライト及び炭化ケイ素から形成されるものなど、セラミック繊維複合材料から形成することもできる。このような材料は、排気流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。
【００８７】
基材は、高多孔性基材であってもよい。「高多孔性基材」という用語は、約４０％から約８０％の空隙率を有する基材を指す。高多孔性基材は、好ましくは少なくとも約４５％、より好ましくは少なくとも約５０％の空隙率を有し得る。高多孔性基材は、好ましくは約５％未満、より好ましくは約７０％未満の空隙率を有し得る。本明細書で使用される用語「空隙率」は、好ましくは水銀ポロシメトリーで測定した場合の、総空隙率を指す。
【００８８】
好ましくは、基材は、高多孔性コーディエライト、金属基材、押出ＳＣＲ、フィルター又はＳＣＲＦである。
【００８９】
低アンモニア貯蔵を有する担体上、好ましくは珪酸質担体上の白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含むウオッシュコート（ここで好ましくは、第１のＳＣＲ触媒はＣｕ−ＳＣＲ触媒又はＦｅ−ＳＣＲ触媒である）を、当該技術分野で既知の方法を用いて基材の入口側に適用することができる。ウオッシュコートの適用後、組成物を乾燥及びか焼してもよい。組成物が第２のＳＣＲを含む場合、第２のＳＣＲは、上述のように、最下層を有するか焼物品に、別個のウオッシュコート中で適用することができる。第２のウオッシュコートを適用した後、それを第１のコーティングに使うために乾燥及びか焼してもよい。
【００９０】
層を含む白金を有する基材を、３００℃から１２００℃、好ましくは４００℃から７００℃、さらに好ましくは４５０℃から６５０℃の範囲の温度で乾燥及びか焼してもよい。か焼は、好ましくは乾燥条件下で行われるが、水熱的に、すなわち、ある程度の水分含量の存在下で実施されてもよい。か焼は、約３０分〜約４時間、好ましくは約３０分〜約２時間、より好ましくは約３０分〜約１時間実施することができる。
【００９１】
排気システムは、本発明の第１の態様の触媒物品と、排気ガスにＮＨ３を導入するか又は排気ガス中にＮＨ３を生成するための第１の手段とを備えることができ、ここで、排気ガスにＮＨ３を導入するか又は排気ガス中にＮＨ３を生成するための第１の手段は、触媒物品の前に配置されている。
【００９２】
排気システムにおいて、２つ以上の基材が使用される場合、１つ以上の基材が１つのハウジング又はケーシング内に、又は異なるハウジング又はケーシング内に配置され得る。
【００９３】
排気システムは、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）又はＳＣＲＦ（フィルター上のＳＣＲ）をさらに備えることができ、ＣＳＦ又はＳＣＲＦは、触媒物品の下流に配置される。システムがＳＣＲＦを備える場合、排気ガスにＮＨ３を導入するか又は排気ガス中にＮＨ３を生成するための第２の手段は、触媒物品とＳＣＲＦとの間に配置され得る。
【００９４】
触媒化スートフィルターは、フィルターの前方に高ＰＧＭ担持量を含むことができる。高ＰＧＭ担持量とは、フィルターのほぼ前方５〜５０ｍｍにおいて、デューティーディーゼルエンジンでは少なくとも５ｇ／ｆｔ３、ライトデューティーディーゼルエンジンでは約１０ｇ／ｆｔ３〜約２０５ｇ／ｆｔ３の担持量を意味する。
【００９５】
エンジンは、本発明の第１の態様の触媒物品と、ＮＨ３を排気ガス中に生成するか又はＮＨ３を排気ガスに導入するための手段とを備える排気システムを含む。エンジンは、車両のディーゼルエンジン、固定発生源のディーゼルエンジン、又は船などの船舶のディーゼルエンジンであり得る。
【００９６】
本発明の別の態様において、排気ガス中の炭化水素排出物を制御する方法は、炭化水素を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む。
【００９７】
本発明のさらに別の態様において、排気ガス中の炭化水素排出物を処理する触媒中に発熱を生じさせる方法は、炭化水素を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む。
【００９８】
本発明のなお別の態様において、排気ガス中のＮＯｘ排出物を制御する方法は、ＮＯｘ又はＮＨ３を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む。
【００９９】
本発明のさらなる態様において、排気ガス中のＮ２Ｏ排出物を制御する方法は、ＮＯｘ又はＮＨ３を含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品と接触させることを含む。好ましくは、本発明の第１の態様の触媒物品は、ＤＯＣを備える排気システムの一部ではない。
【０１００】
以下の実施例は本発明の単なる例示であり、当業者は本発明の精神及び特許請求の範囲内にある多くのバリエーションを認識するであろう。
【実施例】
【０１０１】
実施例１
アルミナ上のＰＧＭを含むウオッシュコートを最初に基材上に配置して最下層を形成し、その後ウオッシュコートを乾燥させることにより、触媒物品をコージエライト基材（４００ｃｐｓｉ）上に調製した。銅チャバザイト（Ｃｕ−ＣＨＡ）（１２０ｇ／ｆｔ３Ｃｕ）を含むウオッシュコートを適用し、その後最上層を乾燥させることにより、最上層を最下層の上に配置した。最上層が乾いた後、物品をか焼した。
【０１０２】
３ｇ／ｆｔ３の担持量で、ＰＧＭとして白金のみを含有する参照触媒物品を調製した。ＰＧＭとしてＰｔとＰｄを含む試料を、１：５のＰｔ：Ｐｄ比で、１８ｇ／ｆｔ３の総ＰＧＭ担持量で調製した。ＰＧＭとしてＰｔとＰｄを含む試料を、２：１のＰｔ：Ｐｄ比で、１８ｇ／ｆｔ３の総ＰＧＭ担持量で調製した。
【０１０３】
試料はフレッシュな状態で試験し、かつ、１００時間５８０℃での水熱エイジング後にも試験した。
【０１０４】
試料の１”ｘ １”コアは、温度が室温から１５０℃に上昇するにつれて、最初にＮ２ガスを通過させた。すると、ＮＨ３＝５００ｐｐｍ、ＣＯ２＝４．５％、Ｈ２Ｏ＝５％、ＣＯ＝２００ｐｐｍ、Ｏ２＝１２％を含有し、残部がＮ２であるガスが、ＳＶ＝１５００００ｈ−１で試料の上にあり、一方、温度は１０℃／分の速度で１５０℃から５００℃に上昇した。ＮＨ３、ＮＯＸ、Ｎ２Ｏ、ＣＯ、及びＣＯ２の濃度は、システムの出口でＦＴＩＲによって測定した。
【０１０５】
図４及び図５は、フレッシュ及びエイジング試料における２００℃から５００℃の温度での、３つの試料のＮＨ３変換率、Ｎ２Ｏ選択率及びＮＯｘ選択率を示している。２：１の比のＰｔとＰｄを含む触媒は、Ｐｔのみを有する参照触媒よりも、良好な低温ＮＨ３変換を示した一方、１：５の比のＰｔとＰｄを含む触媒は、約３５０℃未満でＮＨ３変換を示した。２：１の比のＰｔとＰｄを含む触媒は、Ｐｔのみを有する参照触媒又は１：５の比のＰｔとＰｄを含む触媒のいずれよりも、高いＮ２Ｏ選択率を示した。３つの触媒は、同様のＮＯｘ選択率を示した。これらの結果は、フレッシュ及びエイジング試料の双方に当てはまる。
【０１０６】
図６及び図７は、フレッシュ及びエイジング試料における１５０℃から５００℃の温度での、３つの試料のＮＯ変換率を示している。ここでも、Ｐｔ：Ｐｄが２：１の混合物を用いたフレッシュ及びエイジング試料は同様の結果を示し、ＰＧＭとしてＰｔのみを有する参照触媒と同じかそれ以上の変換率であった。
【０１０７】
図８及び図９は、フレッシュ及びエイジング試料における１５０℃から５００℃の温度での、３つの試料のＣＯ変換率を示している。ここでも、Ｐｔ：Ｐｄが２：１の混合物を用いたフレッシュ及びエイジング試料は同様の結果を示し、ＰＧＭとしてＰｔのみを含む参照触媒と同じかそれ以上の変換であった。
【０１０８】
図１０〜１２及び１３〜１５は、それぞれフレッシュ及びエイジング試料で１５０℃から５００℃の温度での、３つの試料のＨＣ変換率を示す。ここでも、フレッシュ及びエイジング試料は、同様の結果を示した。ＰＧＭとしてＰｔのみを含有する参照試料は、約４５０℃〜５００℃で約７０％の最大ＨＣ変換率を有した。しかし、ＰｔとＰｄとの混合物を含有する両試料は、約３７５℃で約７０％のＨＣ変換率と、５００℃で９０％以上のＨＣ変換率を示した。これは、ＡＳＣ中のＰｔとＰｄとの混合物が、Ｐｔ単独の使用よりもはるかに多くの炭化水素を酸化することができることを実証している。
【０１０９】
実施例２
実施例１に記載のとおりに調製された触媒の試料を、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）及び触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）と共に排気システムに配置した。触媒は、ＳＣＲ：ＡＳＣ：ＤＯＣ：ＣＳＦの順序で排気システムに配置した。排気システムをエンジンに接続し、尿素をＳＣＲ触媒の前の排気ストリームに注入した。燃料噴射器の出口はまた、ＳＣＲの前のシステム内に配置されていた。４５０℃で１時間エンジンを運転させることによりシステムを調整し、その後、エンジン速度を低下させて、エンジン温度を約３００℃で安定させた。温度が安定した後、ＳＣＲ触媒の前の排気システムに燃料を注入し、ＣＳＦの後ろの温度を約４５０℃に上昇させた。ＣＳＦの後ろの温度を約１５分間維持した後、排気システムへの燃料添加を停止し、温度を約３００℃に戻した。
【０１１０】
ＳＣＲの入口、並びにＡＳＣ、ＤＯＣ及びＣＳＦの出口の温度を測定した。これらの温度は、それぞれ、Ｐｔのみを含有する参照触媒、１：５のＰｔ：Ｐｄ担持量で１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭを含む触媒、及び２：１のＰｔ：Ｐｄ担持量で１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭを含む触媒について、図１６−１８に示されている。図１６は、ＰＧＭとしてＰｔのみを含有する触媒の使用により、ＡＳＣの出口温度が約１２５０秒で最大約３５０℃に達し、その後約１６００秒で約３００℃に低下したことを示している。しかし、ＰｔとＰｄの組み合わせを使用する両システムでは、ＡＳＣの出口温度は、約１２５０秒で最大約３９０℃に達し、この温度は約２２００秒まで約３９０℃にとどまり、これら両触媒が発熱を生じたことを示している。この安定した発熱は、ＰＧＭとしてＰｔのみを含有する参照触媒では観察されなかった。このことは、ＡＳＣの前のＳＣＲを使用した場合、ＳＣＲが安定した発熱を生じなかったことを実証している。
【０１１１】
実施例３  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
フロースルー基材の入口端から延在する第１のゾーンにバナジウムを含むウオッシュコートを配置することによって、触媒物品を調製する。ウオッシュコート中のバナジウムの担持量は、好ましくは０．５〜５重量％（境界値も含む）である。フロースルー基材の出口端から延在する第２のゾーンを、最初にフロースルー基材上に白金を含むウオッシュコートを配置して第１の層を形成し、その後第１の層上にＣｕ−ＣＨＡを含むウオッシュコートを配置することによって形成する。好ましくは、銅はチャバサイトの中／上に１〜５重量％（境界値も含む）の量で存在し、Ｃｕ−ＣＨＡは層中に約６０ｇ／ｆｔ３〜約３００ｇ／ｆｔ３の量で存在する。白金は、ＡＳＣゾーンにおいて約１０ｇ／ｆｔ３〜約２０ｇ／ｆｔ３の量で層中に存在する。
【０１１２】
触媒物品は、ＣＳＦの前の排気後処理システム内に最初に配置され、前記システムはＤＯＣを含有しない。
【０１１３】
実施例４  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
フロースルー基材の入口端から延在する第１のゾーンにバナジウムを含むウオッシュコートを配置することによって、触媒物品を調製する。フロースルー基材の出口端から延在する第２のゾーンを、最初にフロースルー基材上に白金を含むウオッシュコートを配置して第１の層を形成し、その後第１の層上にＣｕ−ＣＨＡを含むウオッシュコートを配置することによって形成する。使用することができるバナジウム、銅、及びチャバザイトの量は、実施例３に記載されている。
【０１１４】
触媒物品は、ＳＣＳＦの前の排気後処理システム内に最初に配置され、前記システムはＤＯＣを含有しない。
【０１１５】
実施例５  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
フロースルー基材の入口端から延在する第１のゾーンにバナジウムを含むウオッシュコートを配置することによって、触媒物品を調製する。フロースルー基材の出口端から延在する第２のゾーンを、最初にフロースルー基材上に白金及びパラジウムを含むウオッシュコートを配置して第１の層を形成し、その後第１の層上にＣｕ−ＣＨＡを含むウオッシュコートを配置することによって調製する。白金及びパラジウムは、ＰｔとＰｄが１：１〜１：１０の重量比で存在するＡＳＣゾーンにおいて、合わせて１０ｇ／ｆｔ３〜２０ｇ／ｆｔ３の量で層中に存在する。使用することができるバナジウム、銅、及びチャバザイトの量は、実施例３に記載されている。
【０１１６】
触媒物品は、ＣＳＦの前の排気後処理システム内に最初に配置され、前記システムはＤＯＣを含有しない。
【０１１７】
実施例６  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
実施例５に記載のとおりに触媒物品を調製し、パラジウムも第１の層の上に配置されたＣｕ−ＣＨＡを含むウオッシュコート中に存在する。
【０１１８】
実施例７  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
フロースルー基材の入口端から延在する第１のゾーンにバナジウムを含むウオッシュコートを配置することによって、触媒物品を調製する。フロースルー基材の出口端から延在する第２のゾーンを、最初にフロースルー基材上に白金及びパラジウムを含むウオッシュコートを配置して第１の層を形成し、その後第１の層上にＣｕ−ＣＨＡを含むウオッシュコートを配置することによって調製する。白金及びパラジウムは、ＰｔとＰｄが１：１〜１：１０の重量比で存在するＡＳＣゾーンにおいて、合わせて１０ｇ／ｆｔ３〜２０ｇ／ｆｔ３の量で層中に存在する。使用することができるバナジウム、銅、及びチャバザイトの量は、実施例３に記載されている。
【０１１９】
触媒物品は、ＳＣＳＦの前の排気後処理システム内に最初に配置され、前記システムはＤＯＣを含有しない。
【０１２０】
実施例８  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
実施例７に記載のとおりに触媒物品を調製し、パラジウムも第１の層の上に配置されたＣｕ−ＣＨＡを含むウオッシュコート中に存在する。
【０１２１】
実施例９  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
フロースルー基材の入口端から延在する第１のゾーンにバナジウムを含むウオッシュコートを配置することによって、触媒物品を調製する。フロースルー基材の出口端から延在する第２のゾーンは、フロースルー基材上に白金とＣｕ−ＣＨＡとの混合物（ブレンド）を含むウオッシュコートを配置して層を形成するように調製される。白金は、ＡＳＣゾーンにおいて１０ｇ／ｆｔ３〜２０ｇ／ｆｔ３の量で層中に存在する。使用することができるバナジウム、銅、及びチャバザイトの量は、実施例３に記載されている。
【０１２２】
触媒物品は、ＣＳＦの前の排気後処理システム内に最初に配置され、前記システムはＤＯＣを含有しない。
【０１２３】
実施例１０  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
フロースルー基材の入口端から延在する第１のゾーンにバナジウムを含むウオッシュコートを配置することによって、触媒物品を調製する。フロースルー基材の出口端から延在する第２のゾーンは、フロースルー基材上に白金とＣｕ−ＣＨＡとの混合物（ブレンド）を含むウオッシュコートを配置することによって層を形成するように調製される。白金は、ＡＳＣゾーンにおいて１０ｇ／ｆｔ３〜２０ｇ／ｆｔ３の量で層中に存在する。使用することができるバナジウム、銅、及びチャバザイトの量は、実施例３に記載されている。
【０１２４】
触媒物品は、ＳＣＳＦの前の排気後処理システム内に最初に配置され、前記システムはＤＯＣを含有しない。
【０１２５】
実施例１１  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
フロースルー基材の入口端から延在する第１のゾーンにバナジウムを含むウオッシュコートを配置することによって、触媒物品を調製する。フロースルー基材の出口端から延在する第２のゾーンは、フロースルー基材上に白金、パラジウム及びＣｕ−ＣＨＡの混合物（ブレンド）を含むウオッシュコートを配置することによって層を形成するように調製される。白金及びパラジウムは、ＰｔとＰｄが約１：１〜約１：１０の重量比で存在するＡＳＣゾーンにおいて、合わせて約１０ｇ／ｆｔ３〜約２０ｇ／ｆｔ３の量で層中に存在する。使用することができるバナジウム、銅、及びチャバザイトの量は、実施例３に記載されている。
【０１２６】
触媒物品は、ＣＳＦの前の排気後処理システム内に最初に配置され、前記システムはＤＯＣを含有しない。
【０１２７】
実施例１２  -  システムからのＤＯＣ触媒の除外
フロースルー基材の入口端から延在する第１のゾーンにバナジウムを含むウオッシュコートを配置することによって、触媒物品を調製する。フロースルー基材の出口端から延在する第２のゾーンは、フロースルー基材上に白金、パラジウム及びＣｕ−ＣＨＡの混合物（ブレンド）を含むウオッシュコートを配置することによって層を形成するように調製される。白金及びパラジウムは、ＰｔとＰｄが約１：１〜約１：１０の重量比で存在するＡＳＣゾーンにおいて、合わせて約１０ｇ／ｆｔ３〜約２０ｇ／ｆｔ３の量で層中に存在する。使用することができるバナジウム、銅、及びチャバザイトの量は、実施例３に記載されている。
【０１２８】
触媒物品は、ＳＣＳＦの前の排気後処理システム内に最初に配置され、前記システムはＤＯＣを含有しない。
【０１２９】
比較実施例１
比較システムにおいては、ＤＯＣは、ＡＳＣの後ろ、残りの後処理システムの前に配置されている。
【０１３０】
実施例３〜１２の触媒物品は、ＤＯＣなしのシステムにおいて使用される。ＤＯＣを除外することで、ＤＯＣが除外されるため、コストの削減と必要なスペースの削減が実現する。以下の追加の利点は、実施例３〜１２に記載された物品の使用からもたらされることもある。
【０１３１】
貴金属を比較的多く担持することは、所望の発熱を生じさせるのに資する。
【０１３２】
実施例５〜８、１１及び１２では、ＰｄをＰｔともにＡＳＣに組み込むことにより、発熱を生じさせるのにＰｔのみを使用している物品と比較して、ＮＨ３酸化への影響が少ない発熱が生じやすくなる。
【０１３３】
改善された発熱特性を提供することにより、触媒物品は、炭化水素も還元する。
【０１３４】
ＡＳＣに１種以上のＰＧＭを使用すると、ＮＯ２の生成が増加し、ＤＯＣの必要性が減る。
【０１３５】
ＡＳＣゾーンの最上層の厚さを減じることによって、最下層における発熱を生じやすくさせることができる。これは、ＮＯ２の生成が改善され得る。
【０１３６】
実施例９〜１２において、ＡＳＣとしての１種以上のＰＧＭとＳＣＲ触媒との混合物（ブレンド）を含む単一層の使用は、発熱性能をさらに改善し、コストを削減し、ＮＯ２の生成を改善することができる。
【０１３７】
最上層にＰｄを使用すると、物品の発熱特性も改善され、ＮＯ２の生成も改善され、炭化水素排出物も削減される。
【０１３８】
実施例に記載のシステムは、ＤＯＣの使用を排除することによって、Ｎ２Ｏの生成を低減させることができる。従来のシステムにＤＯＣが存在する場合、ＮＨ３がＤＯＣの上流にあるシステムからスリップしてＮ２Ｏ生成の原因になる可能性がある。
【０１３９】
実施例１３  -  ゾーン化システム
実施例３〜１０に記載されたシステムは、ＡＳＣ内のゾーニングを提供するように変更されており、ＡＳＣの出口端でＰＧＭ担持量がより多い。このゾーニングは、出口に最も近いゾーン内の１種以上のＰＧＭのレベルを増加させながら、隣接する２つ以上のウオッシュコートを配置することによって、実施例３〜６に記載したような層状システム又は実施例７〜１０の組み合わせた単一層のいずれかにおいて作られる。
【０１４０】
実施例３〜１０に記載したシステムは、二重層ＡＳＣゾーンが使用される場合、ＡＳＣゾーン内の異なる最上層の厚さを提供するように変更することができる。
【０１４１】
実施例３〜１０に記載したシステムにおけるＡＳＣの組成は、触媒物品の端部の出口端に向かって最上層に１種以上のＰＧＭを含むように変更することができる。
【０１４２】
先の実施例は単に例示として意図されており、以下の特許請求の範囲により本発明の範囲が規定されるものである。
【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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【国際調査報告】
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