(57)【要約】  本明細書においてＮＯｘ化合物を選択的に還元するための排出処理システム、物品および方法が開示される。システムは水素発生器、水素選択接触還元（Ｈ２−ＳＣＲ）物品、ならびにディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）および／または希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）および／または低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴＮＡ）の１つまたは複数を含む。ある物品は、Ｈ２−ＳＣＲおよび／またはＤＯＣおよび／またはＬＮＴおよび／またはＬＴＮＡの触媒組成物の１つまたは複数のゾーンコーティングされた基材および／または階層状にコーティングされた基材および／または混在してコーティングされた基材を含んでいてもよい。
2020501060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯｘ化合物を選択的に還元するための排出処理システムであって、
水素発生器と、
基材およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含むＨ２−ＳＣＲ触媒物品と、
（ａ）ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）触媒組成物および（ｂ）希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）組成物の少なくとも１つと
を備え、水素発生器は、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通しており、その上流にあり、
ＬＮＴ組成物が存在する場合、システムは基材およびＬＮＴ触媒組成物を含む希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）触媒物品を含み、ＬＮＴ触媒物品はＨ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通しており、その下流にあり、
ＤＯＣ触媒組成物が存在する場合、ＤＯＣ触媒組成物は、（１）Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品上の区画化された触媒コーティング中に存在し、上流ゾーンがＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含み、下流ゾーンがＤＯＣ触媒組成物を含む、または（２）ＤＯＣ触媒組成物およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含むＨ２−ＳＣＲ触媒物品上の、混在した触媒コーティング中に存在する、または（３）Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品上の階層状触媒コーティング中に存在し、底層がＤＯＣ触媒組成物を含み、上側層がＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む、または（４）基材およびＤＯＣ触媒組成物を含む別のＤＯＣ触媒物品上に存在し、ＤＯＣ触媒物品がＨ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通しており、その下流にある、
排出処理システム。
【請求項２】
区画化された触媒コーティング、混在した触媒コーティングもしくは階層状触媒コーティング中のいずれかに存在する、または別のＤＯＣ触媒物品の上流のＨ２−ＳＣＲ触媒物品上に存在する、または別のＤＯＣ触媒物品上に存在する低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴＮＡ）触媒組成物をさらに含む、請求項１に記載の排出処理システム。
【請求項３】
区画化された触媒コーティングにおいて、ＬＴＮＡ触媒組成物が、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンに組み込まれるか、ＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンに組み込まれるか、またはＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンとＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンの間の中間ゾーンに位置する、請求項２に記載の排出処理システム。
【請求項４】
基材および低温ＮＯｘ吸着性（ＬＴＮＡ）触媒組成物を含むＬＴＮＡ触媒物品をさらに含み、ＬＴＮＡ触媒物品がＨ２−ＳＣＲ触媒物品および水素発生器と流体連通している、請求項１に記載の排出処理システム。
【請求項５】
ＬＴＮＡ触媒物品が、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品の下流に位置するか、またはＨ２−ＳＣＲ触媒物品および水素発生器の上流に位置する、請求項４に記載の排出処理システム。
【請求項６】
触媒物品の順序が上流から下流に、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品、ＬＴＮＡ触媒物品およびＤＯＣ触媒物品である、請求項４に記載の排出処理システム。
【請求項７】
触媒物品の順序が上流から下流に、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品、ＤＯＣ触媒物品およびＬＴＮＡ触媒物品である、請求項４に記載の排出処理システム。
【請求項８】
触媒物品の順序が上流から下流に、ＬＴＮＡ触媒物品、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品およびＤＯＣ触媒物品である、請求項４に記載の排出処理システム。
【請求項９】
触媒すすフィルター（ＣＳＦ）、選択接触還元（ＳＣＲ）触媒、アンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）、またはその組み合わせをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の排出処理システム。
【請求項１０】
ＳＣＲ触媒が卑金属含有八員環小細孔モレキュラーシーブを含む、請求項９に記載の排出処理システム。
【請求項１１】
ＳＣＲ触媒が鉄および／または銅含有八員環小細孔モレキュラーシーブを含む、請求項１０に記載の排出処理システム。
【請求項１２】
モレキュラーシーブが、ＡＥＩ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＣＨＡ、ＥＡＢ、ＥＲＩ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＳＡＳ、ＳＡＴおよびＳＡＶからなる群から選択される構造を有するゼオライトである、請求項１１に記載の排出処理システム。
【請求項１３】
モレキュラーシーブがＣＨＡ結晶構造を有する、請求項１２に記載の排出処理システム。
【請求項１４】
水素発生器が車載水素、アルコール改質から生成する水素、アンモニア分解から生成する水素、燃料改質から生成する水素およびその組み合わせからなる群から選択される、請求項１から８のいずれか一項に記載の排出処理システム。
【請求項１５】
ＬＮＴ触媒組成物が、ＮＯｘ吸着剤および耐火性金属酸化物担体に分散した白金族金属成分を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の排出処理システム。
【請求項１６】
Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品が近位連結している、請求項１から８のいずれか一項に記載の排出処理システム。
【請求項１７】
Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物が、金属酸化物またはゼオライト担体に担持された白金族金属成分を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の排出処理システム。
【請求項１８】
白金族金属成分が白金、パラジウムまたはその組み合わせである、請求項１７に記載の排出処理システム。
【請求項１９】
白金族金属成分が水素型のゼオライトに、またはジルコニア、チタニア、マグネシアおよびその組み合わせからなる群から選択される金属酸化物に担持されている、請求項１７に記載の排出処理システム。
【請求項２０】
Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物および任意にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物を含む触媒コーティングを有する基材を含む触媒物品であって、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物が、金属酸化物またはゼオライト担体に担持された白金族金属成分を含む。触媒物品。
【請求項２１】
（１）ＤＯＣ組成物を含む底層およびＨ２−ＳＣＲ組成物を含む上側層を含む階層状触媒コーティング；または（２）Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンおよびＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンを含む区画化された触媒コーティング；または（３）Ｈ２−ＳＣＲ組成物およびＤＯＣ組成物を含む混在した触媒コーティングのいずれかを含む、請求項２０に記載の触媒物品。
【請求項２２】
白金族金属成分が白金、パラジウムまたはその組み合わせである、請求項２０に記載の触媒物品。
【請求項２３】
白金族金属成分が、水素型のゼオライトに、またはジルコニア、チタニア、マグネシアおよびその組み合わせからなる群から選択される金属酸化物に担持されている、請求項２０に記載の触媒物品。
【請求項２４】
区画化された触媒コーティングが、低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴＮＡ）触媒組成物ゾーンをさらに含み、ＬＴＮＡ触媒組成物ゾーンがＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンに組み込まれ、またはＬＴＮＡ触媒組成物ゾーンがＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンに組み込まれ、またはＬＴＮＡ触媒組成物ゾーンがＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンとＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンの間の中間ゾーンに位置する、請求項２１に記載の触媒物品。
【請求項２５】
階層状触媒コーティングがＬＴＮＡ触媒組成物層をさらに含む、請求項２１に記載の触媒物品。
【請求項２６】
混在した触媒コーティングがＬＴＮＡ触媒組成物をさらに含む、請求項２１に記載の触媒物品。
【請求項２７】
ＮＯｘを含有する排気流を処理する方法であって、請求項１から８のいずれか一項に記載の排出処理システムに排気流を通過させることを含む、方法。
【請求項２８】
排気流が、約２００℃以下、約１７５℃以下、約１５０℃以下、約１２５℃以下、または約１００℃以下である温度を有する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ＮＯｘを含有する排気流を処理する方法であって、
水素ガスを排気流に導入して水素処理した排気流を形成すること、
基材およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含むＨ２−ＳＣＲ触媒物品を備える排出処理システムに水素処理した排気流を通過させること
を含み、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物が、金属酸化物またはゼオライト担体に担持された白金族金属成分を含む、方法。
【請求項３０】
白金族金属成分が白金、パラジウムまたはその組み合わせである、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
白金族金属成分が、水素型のゼオライトに、またはジルコニア、チタニア、マグネシアおよびその組み合わせからなる群から選択される金属酸化物に担持されている、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＮＯｘ化合物を選択的に還元するための排出処理システムおよび触媒物品に関する。具体的には水素選択接触還元物品を含む排出処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関からの排気は、一酸化炭素（「ＣＯ」）、未燃焼もしくは部分燃焼の炭化水素、またはその酸素化物（「ＨＣ」）および窒素酸化物（「ＮＯｘ」）などのガス状、液体および固体の排出を含む不均質混合物である。これらの排出は政府の法制を受けやすい。そのため、触媒組成物および組成物が配置される基材は、ディーゼルエンジン排気システムに設けられ、特定のまたはすべてのこれらの排気成分を無害な成分に転換し、大気に放出される排出量を減少させる。
【０００３】
目下、２つの実用的技術がディーゼルのＮＯｘ制御に利用されている；すなわちアンモニアを用いる尿素の選択接触還元（ＳＣＲ）および希薄窒素酸化物トラップ（ＬＮＴ）である。ＳＣＲ技術はヘビーデューティおよびライトデューティ用途に使用される。ＬＮＴ技術はもっぱらライトデューティ用途に使用される。これらの技術は約２００℃またはより高い運転温度で高い効率を達成する。しかしながら、「低温始動」期間とも称される約１５０℃以下の温度では、これらの技術は比較的非効率的である。さらに、これらの技術は硫黄被毒を受けやすい。
【０００４】
低温始動中のＮＯｘ排出水準もまた、ＮＯｘ貯蔵（吸着）および脱着によって制御されてもよい。例えば、触媒はウォームアップ時間の間にＮＯｘを吸着し、より高い排気温度でＮＯｘが熱的に脱着されてもよい。一旦高い排気温度に到達すれば、ＮＯｘ化合物を無害の成分に転換する下流の触媒は比較的効率的に運転することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
全世界的にＮＯｘ規制がより厳しくなり、平均エンジン排気温度が絶えず低下するので、現行技術を用いるＮＯｘ排出の制御はより難題になっている。したがって、当業界において、将来の厳しい規制を満たすためにより硫黄耐性があり、低温始動運転、すなわち、約１５０℃以下の温度で十分に効果的であり得る、より効果的なＮＯｘ還元技術を特定する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
幾つかの実施形態において、本開示は、水素発生器；および触媒物品を備えるＮＯｘ化合物を選択的に還元するための排出処理システムを対象とする。触媒物品は、区画化された触媒コーティングを有する基材を含む。区画化された触媒コーティングは、上流ゾーンにＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含み、下流ゾーンにディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物を含む。他の実施形態において、触媒物品は、階層状触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。階層状触媒コーティングは、底層にＤＯＣ組成物を含み上側層にＨ２−ＳＣＲ組成物を含む。また他の実施形態において、触媒物品は、混在した触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。混在した触媒コーティングは、ＤＯＣ組成物およびＨ２−ＳＣＲ組成物を含む。ある実施形態において、触媒物品は、区画化された、階層状または混在した構成の２つ以上を組み合わせた触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。水素発生器は触媒物品と流体連通状態に位置し、その上流にあってもよい。
【０００７】
幾つかの実施形態において、排出処理システムは、基材およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む別のＨ２−ＳＣＲ触媒物品；および基材およびＤＯＣ組成物を含む別のＤＯＣ触媒物品を含んでいてもよい。別のＨ２−ＳＣＲおよびＤＯＣの触媒物品は、ＤＯＣとＨ２−ＳＣＲゾーンの両方を含む区画化された触媒コーティングを有する単一触媒物品の代替として、システムに組み込まれてもよい。Ｈ２−ＳＣＲの触媒物品およびＤＯＣ触媒物品が別の場合、ＤＯＣ触媒物品がＨ２−ＳＣＲ触媒物品の下流になるように、それらは互いと流体連通状態で位置してもよい。水素発生器は、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通状態で位置しその上流であってもよい。
【０００８】
幾つかの実施形態において、本開示はＮＯｘ化合物を選択的に還元するための排出処理システムを対象とし、システムは、水素発生器；基材およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含むＨ２−ＳＣＲ触媒物品；ならびに基材およびＬＮＴ触媒組成物を含む希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）触媒物品を含み、ＬＮＴ触媒物品はＨ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通状態でその下流にあり、水素発生器はＨ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通状態でその上流にある。
【０００９】
幾つかの実施形態において、本開示は、上流ゾーンにＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含み；下流ゾーンにディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物を含む、区画化された触媒コーティングを有する基材を含む触媒物品を対象とする。他の実施形態において、触媒物品は、階層状触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。階層状触媒コーティングは、底層にＤＯＣ組成物を含み上側層にＨ２−ＳＣＲ組成物を含む。また他の実施形態において、触媒物品は、混在した触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。混在した触媒コーティングは、ＤＯＣ組成物およびＨ２−ＳＣＲ組成物を含む。ある実施形態において、触媒物品は、区画化された、階層状の、または混在した構成の２つ以上を組み合わせた触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。
【００１０】
幾つかの実施形態において、本開示は、排出処理システムまたは本明細書に開示される触媒物品に排気流を通過させることを含む、ＮＯｘを含有する排気流を処理する方法を対象とする。
【００１１】
幾つかの実施形態において、排出処理システムおよび／または触媒物品は、低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴＮＡ）をさらに含む。
【００１２】
ゾーンコーティングが使用される様々な実施形態において、上流ゾーンは下流ゾーンの一部の上に載ることができ、または下流ゾーンは上流ゾーンの一部の上に載ることができる。幾つかの事例において、上流および下流ゾーンは隣接し、互いに重ならない。
【００１３】
ＬＴＮＡ組成物をＨ２−ＳＣＲ組成物またはＤＯＣ組成物のいずれかと組み合わせる場合、２種の組成物は直接接触することができる。ＤＯＣ組成物をＨ２−ＳＣＲ組成物と組み合わせる場合、２種の組成物は直接接触することができる。
【００１４】
Ｈ２−ＳＣＲ組成物をＤＯＣ組成物と組み合わせる様々な実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物は基材の全長に延在することができ、ＤＯＣ組成物はＨ２−ＳＣＲ組成物の一部の上に載ることができる。代替として、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物は、基材の全長に延在することができ、Ｈ２−ＳＣＲ組成物はＤＯＣ組成物の上に載ることができる。他の実施形態において、ＤＯＣ触媒組成物は基材の全長に延在することができ、Ｈ２−ＳＣＲ組成物は、ＤＯＣ組成物の一部の上に載ることができる。代替として、ＤＯＣ触媒組成物は基材の全長に延在することができ、ＤＯＣ組成物はＨ２−ＳＣＲ組成物の上に載ることができる。
【００１５】
本開示は以下の実施形態を含むが、これらに限定されない。
【００１６】
実施形態１：ＮＯｘ化合物を選択的に還元するための排出処理システムであって、
水素発生器と、
基材およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含むＨ２−ＳＣＲ触媒物品と、
（ａ）ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）触媒組成物および（ｂ）希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）組成物の少なくとも１つと
を備え、水素発生器は、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通しており、その上流にあり、
ＬＮＴ組成物が存在する場合、システムは基材およびＬＮＴ触媒組成物を含む希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）触媒物品を含み、ＬＮＴ触媒物品はＨ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通しており、その下流にあり、
ＤＯＣ触媒組成物が存在する場合、ＤＯＣ触媒組成物は、（１）Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品上の区画化された触媒コーティング中に存在し、上流ゾーンがＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含み、下流ゾーンがＤＯＣ触媒組成物を含む、または（２）ＤＯＣ触媒組成物およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含むＨ２−ＳＣＲ触媒物品上の、混在した触媒コーティング中に存在する、または（３）Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品上の階層状触媒コーティング中に存在し、底層がＤＯＣ触媒組成物を含み、上側層がＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む、または（４）基材およびＤＯＣ触媒組成物を含む別のＤＯＣ触媒物品上に存在し、ＤＯＣ触媒物品がＨ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通しており、その下流にある、
排出処理システム。
【００１７】
実施形態２：区画化された触媒コーティング、混在した触媒コーティングもしくは階層状触媒コーティング中のいずれかに存在する、または別のＤＯＣ触媒物品の上流のＨ２−ＳＣＲ触媒物品上に存在する、または別のＤＯＣ触媒物品上に存在する低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴＮＡ）触媒組成物をさらに含む、実施形態１に記載の排出処理システム。
【００１８】
実施形態３：区画化された触媒コーティングにおいて、ＬＴＮＡ触媒組成物が、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンに組み込まれるか、ＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンに組み込まれるか、またはＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンとＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンの間の中間ゾーンに位置する、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００１９】
実施形態４：基材および低温ＮＯｘ吸着性（ＬＴＮＡ）触媒組成物を含むＬＴＮＡ触媒物品をさらに含み、ＬＴＮＡ触媒物品がＨ２−ＳＣＲ触媒物品および水素発生器と流体連通している、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２０】
実施形態５：ＬＴＮＡ触媒物品が、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品の下流に位置するか、またはＨ２−ＳＣＲ触媒物品および水素発生器の上流に位置する、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２１】
実施形態６：触媒物品の順序が上流から下流に、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品、ＬＴＮＡ触媒物品およびＤＯＣ触媒物品である、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２２】
実施形態７：触媒物品の順序が上流から下流に、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品、ＤＯＣ触媒物品およびＬＴＮＡ触媒物品である、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２３】
実施形態８：触媒物品の順序が上流から下流に、ＬＴＮＡ触媒物品、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品およびＤＯＣ触媒物品である、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２４】
実施形態９：触媒すすフィルター（ＣＳＦ）、選択接触還元（ＳＣＲ）触媒、アンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）、またはその組み合わせをさらに含む、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２５】
実施形態１０：ＳＣＲ触媒が卑金属含有八員環小細孔モレキュラーシーブを含む、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２６】
実施形態１１：ＳＣＲ触媒が鉄および／または銅含有八員環小細孔モレキュラーシーブを含む、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２７】
実施形態１２：モレキュラーシーブが、ＡＥＩ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＣＨＡ、ＥＡＢ、ＥＲＩ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＳＡＳ、ＳＡＴおよびＳＡＶからなる群から選択される構造を有するゼオライトである、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２８】
実施形態１３：モレキュラーシーブがＣＨＡ結晶構造を有する、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００２９】
実施形態１４：水素発生器が車載水素（ｏｎ−ｂｏａｒｄ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ）、アルコール改質から生成する水素、アンモニア分解から生成する水素、燃料改質から生成する水素およびその組み合わせからなる群から選択される、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００３０】
実施形態１５：ＬＮＴ触媒組成物が、ＮＯｘ吸着剤および耐火性金属酸化物担体に分散した白金族金属成分を含む、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００３１】
実施形態１６：Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品が近位連結している、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００３２】
実施形態１７：Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物が、金属酸化物またはゼオライト担体に担持された白金族金属成分を含む、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００３３】
実施形態１８：白金族金属成分が白金、パラジウムまたはその組み合わせである、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００３４】
実施形態１９：白金族金属成分が水素型のゼオライトに、またはジルコニア、チタニア、マグネシアおよびその組み合わせからなる群から選択される金属酸化物に担持されている、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システム。
【００３５】
実施形態２０：Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物および任意にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物を含む触媒コーティングを有する基材を含む触媒物品であって、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物が、金属酸化物またはゼオライト担体に担持された白金族金属成分を含む。触媒物品。
【００３６】
実施形態２１：（１）ＤＯＣ組成物を含む底層およびＨ２−ＳＣＲ組成物を含む上側層を含む階層状触媒コーティング；または（２）Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンおよびＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンを含む区画化された触媒コーティング；または（３）Ｈ２−ＳＣＲ組成物およびＤＯＣ組成物を含む混在した触媒コーティングのいずれかを含む、先の実施形態のいずれかに記載の触媒物品。
【００３７】
実施形態２２：白金族金属成分が白金、パラジウムまたはその組み合わせである、先の実施形態のいずれかに記載の触媒物品。
【００３８】
実施形態２３：白金族金属成分が、水素型のゼオライトに、またはジルコニア、チタニア、マグネシアおよびその組み合わせからなる群から選択される金属酸化物に担持されている、先の実施形態のいずれかに記載の触媒物品。
【００３９】
実施形態２４：  区画化された触媒コーティングが、低温ＮＯｘ吸着剤（ＬＴＮＡ）触媒組成物ゾーンをさらに含み、ＬＴＮＡ触媒組成物ゾーンがＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンに組み込まれ、またはＬＴＮＡ触媒組成物ゾーンがＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンに組み込まれ、またはＬＴＮＡ触媒組成物ゾーンがＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンとＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンの間の中間ゾーンに位置する、先の実施形態のいずれかに記載の触媒物品。
【００４０】
実施形態２５：階層状触媒コーティングがＬＴＮＡ触媒組成物層をさらに含む、先の実施形態のいずれかに記載の触媒物品。
【００４１】
実施形態２６：混在した触媒コーティングがＬＴＮＡ触媒組成物をさらに含む、先の実施形態のいずれかに記載の触媒物品。
【００４２】
実施形態２７：ＮＯｘを含有する排気流を処理する方法であって、先の実施形態のいずれかに記載の排出処理システムに排気流を通過させることを含む、方法。
【００４３】
実施形態２８：排気流が、約２００℃以下、約１７５℃以下、約１５０℃以下、約１２５℃以下、または約１００℃以下である温度を有する、先の実施形態のいずれかに記載の方法。
【００４４】
実施形態２９：ＮＯｘを含有する排気流を処理する方法であって、水素ガスを排気流（ディーゼルエンジンなどの希薄燃焼エンジンからの排気流など）に導入して水素処理した排気流を形成することと；基材およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含むＨ２−ＳＣＲ触媒物品を備える排出処理システムに水素処理した排気流を通過させることとを含み、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物が、金属酸化物またはゼオライト担体に担持された白金族金属成分を含む、方法。
【００４５】
実施形態３０：白金族金属成分が白金、パラジウムまたはその組み合わせである、先の実施形態のいずれかに記載の方法。
【００４６】
実施形態３１：白金族金属成分が、水素型のゼオライトに、またはジルコニア、チタニア、マグネシアおよびその組み合わせからなる群から選択される金属酸化物に担持されている、先の実施形態のいずれかに記載の方法。
【００４７】
本開示のこれらおよび他の特色、態様ならびに利点は、下記に手短に記載される添付の図面と共に以下の詳細な記載の読み込みから明白になるであろう。本開示は、上記実施形態の２、３、４以上の任意の組み合わせ、ならびに本開示において述べられる任意の２、３または４以上の特色または要素の組み合わせを含み、そのような特色または要素が、本明細書において特定の実施形態の記載で明白に組み合わせられるかどうかには関係しない。本開示は、開示される発明の任意の分離可能な特色または要素が、その様々な態様および実施形態のいずれにおいても、その文脈が明確にほかに指示しない限り、結合可能と意図されると見なされるべきであるように、全体論的に読み取られることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
本開示の上記および他の特色、それらの性格および様々な利点は、以下の添付の図面と組み合わせて以下の詳細な記載を考慮すれば、より明白になるであろう。
【００４９】
【図１】Ｈ２−ＳＣＲおよびＤＯＣ触媒を単一の触媒物品中に組み合わせた本発明の実施形態による排出処理システムを示す図である。
【図２】Ｈ２−ＳＣＲおよびＤＯＣ触媒物品が別である、本発明の実施形態による排出処理システムを示す図である。
【図３】Ｈ２−ＳＣＲ物品およびＬＮＴ物品を含む本発明の実施形態による排出処理システムを示す図である。
【図４】１％のＨ２で１２５℃でＨ−Ｙ担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒のいくつかの例示の実施形態について、供給材料条件およびＰｔ／Ｐｄ比の関数としてＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【図５】Ｈ−Ｙ担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒のいくつかの例示の実施形態について、供給材料１を用いる反応温度の関数としてＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【図６】Ｈ−Ｙ担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒のいくつかの例示の実施形態について、供給材料２を用いる反応温度の関数としてＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【図７】Ｈ−Ｙ担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒のいくつかの例示の実施形態について、供給材料３を用いる反応温度の関数としてＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【図８】ＷＯ３／ＴｉＯ２担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒の１％Ｈ２で１２５℃でのいくつかの例示の実施形態について、供給材料条件およびＰｔ／Ｐｄ比の関数としてＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【図９】ＷＯ３／ＴｉＯ２担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒のいくつかの例示の実施形態について、供給材料１を用いる反応温度の関数としてＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【図１０】ＷＯ３／ＴｉＯ２担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒のいくつかの例示の実施形態について、供給材料２を用いる反応温度の関数としてＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【図１１】ＷＯ３／ＴｉＯ２担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒のいくつかの例示の実施形態について、供給材料３を用いる反応温度の関数としてＮＯｘ変換率を示すグラフである。
【図１２】いくつかの例示の実施形態について１５０℃でのＮＯｘ変換率に対するＣＯの影響を示すグラフである。
【図１３】いくつかの例示の実施形態について１５０℃でのＮＯｘ変換率に対するＣ３Ｈ６の影響を示すグラフである。
【図１４Ａ】本発明の触媒組成物を含み得るハニカム型基材を示す透視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａのキャリヤーの端面に平行な面に沿った、図１４Ａに対して拡大した部分断面図である。図１４Ａに示す複数のガス流動通路の拡大図を示す。
【図１５】本発明の触媒組成物を含んでいてもよい壁流動フィルター基材の区分の断面図である。
【図１６】区画化された触媒層を有する基材の断面図である。定義および測定
【００５０】
用語「触媒物品」は、所望の反応を促進するために使用される要素を指す。本触媒物品は、触媒コーティングが配置された基材を含む。
【００５１】
用語「排気流」または「排気ガス流」は、固体または液体粒子物質を含んでいてよい流れるガスの任意の組み合わせを指す。流れはガス状成分を含み、例えば希薄燃焼エンジンの排気であって、特定の非ガス状成分、例えば液体小滴および固体粒子などを含んでいてもよい。希薄燃焼エンジンの排気流は、一般に、燃焼生成物、不完全燃焼の生成物、窒素酸化物、燃焼性および／または炭素質粒子物質（すす）ならびに未反応の酸素および／または窒素をさらに含む。
【００５２】
用語「触媒」は、化学反応を促進する材料を指す。触媒は、「触媒活性種」と活性種を保持または担持する「キャリヤー」とを含む。例えば、ゼオライトを含むモレキュラーシーブは、存在する銅および鉄の活性触媒種のためのキャリヤー／担体である。同様に、耐火性金属酸化物粒子は白金族金属触媒種のためのキャリヤーであってもよい。
【００５３】
用語「流体連通状態」は、同じ排気ライン上に位置する物品を指すために使用される。すなわち、通常の排気流は、互いに流体連通状態の物品を通過する。流体連通状態の物品は排気ラインにおいて互いに隣接していてもよい。代替として、流体連通状態の物品は「ブリック」とも称される１個または複数の物品によって分離されていてもよい。
【００５４】
基材の入口端は「上流」端または「前方」端と同意語である。出口端は「下流」端または「後方」端と同意語である。上流ゾーンは下流ゾーンの上流にある。上流ゾーンはエンジンまたはマニホールドにより近くてよく、下流ゾーンは、エンジンまたはマニホールドから離れていてもよい。
【００５５】
「白金族金属成分」（ＰＧＭ）は白金族金属またはその化合物、または、例えばその酸化物の１つを指す。「希土類金属成分」は、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびネオジムを含む元素の周期表において定義されるランタン系列の１種または複数の酸化物を指す。
【００５６】
質量パーセント（質量％）は、他に示さない限り、いかなる揮発分も含まない組成物全体に基づく、すなわち、固形分に基づく。
【００５７】
用語「ＮＯｘ」は、ＮＯおよびＮＯ２のような窒素酸化物の化合物を指す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本開示は、ＮＯｘ化合物を選択的に還元するための排出処理システム、触媒物品および方法に関する。システムは、上流のＨ２−ＳＣＲ触媒物品、ならびにＤＯＣ、ＬＮＴ、ＬＴＮＡ、ＳＣＲ、フィルター付きＳＣＲ（ＳＣＲｏＦ）、触媒すすフィルター（ＣＳＦ）、およびアンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）の１つまたは複数を含んでいてもよい下流の触媒物品を有する。
【００５９】
図１〜３は、本発明の３つの異なる実施形態を記載する。様々な実施形態は、水素発生器（１５０、２５０、３５０）およびＨ２−ＳＣＲを含み、水素発生器が選択的にＮＯｘ化合物水準を約５％以上、約１０％以上、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上または約９０％以上還元するために効果的な量の水素を生成するようにする。
水素発生器
【００６０】
水素発生器は様々であってもよく、車載水素、アルコール改質から生成される水素、アンモニア分解から生成される水素、炭化水素改質から生成される水素およびその混合物からなる群から選択されてもよい。
【００６１】
車載水素からの水素の生成は、車載水素の貯蔵を必要とし得る。
【００６２】
アルコール改質から水素の生成は、車載アルコールの貯蔵を必要とし得る。適切なアルコールは、エタノールおよびメタノールを含むがこれらに限定されない。アルコールの貯蔵は、エタノールおよび／またはメタノールおよび／または他の適切なアルコールを水素に触媒改質することができる改質触媒に連結されていてもよい。
【００６３】
アンモニア分解からの水素の生成は、車載尿素の貯蔵を必要とし得る。車載尿素の貯蔵は既に存在し、ＳＣＲ触媒物品の配置直前で排気流に尿素を注入するために利用される。それにより、単一の車載尿素の貯蔵は異なる目的のために用いられてもよい。１つの目的は、ＳＣＲ配置前での排気流への尿素注入とすることができる。他の目的は、アンモニアを分解し、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品配置前で排気流中で水素を生成するために使用される尿素注入とすることができる。
【００６４】
水素はまた炭化水素改質から生成されてもよい。ディーゼル燃料の貯蔵は、ディーゼル燃料中の炭化水素を水素に触媒改質することができる改質触媒に連結されてもよい。この水素発生器は、燃料中の炭化水素の多様性により記載された他の水素発生器より難題であり得る。
【００６５】
本発明が様々な水素発生器を包含し、上記の列挙は例示であり、限定するようには意図されないことは理解されるはずである。
排出処理システムおよび物品
【００６６】
図１は、ＮＯｘ化合物を選択的に還元するための、実施形態による排出処理システムを図示する。システムは、水素発生器１５０；および触媒物品１０５を備える。水素発生器は先に記載された水素発生器から選択されてもよく、貯蔵器、ポンプおよび触媒物品１０５の上流に位置する注入器１３０と関連づけてもよく、触媒物品１０５と流体連通状態である。
【００６７】
触媒物品１０５は、区画化された触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。区画化された触媒コーティングは、上流ゾーンにＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含み、下流ゾーンにＤＯＣ組成物を含んでいてもよい。
【００６８】
ある実施形態において、触媒物品１０５は、階層状触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。階層状触媒コーティングは、底層にＤＯＣ組成物を含み、上側層にＨ２−ＳＣＲ触媒物品を含んでいてもよい。
【００６９】
他の実施形態において、触媒物品１０５は、混在した触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。混在した触媒コーティングはＤＯＣ組成物およびＨ２−ＳＣＲ組成物を含んでいてもよい。
【００７０】
また他の実施形態において、触媒物品１０５は、区画化された触媒コーティング、階層状触媒コーティング、混在した触媒コーティングおよびその組み合わせの２つ以上の構成を含む触媒コーティングを有する基材を含んでいてもよい。
【００７１】
触媒物品１０５はＬＴＮＡをさらに含んでいてもよい。ＬＴＮＡの機能は、ＤＯＣ組成物の一部、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物の一部、ＤＯＣ組成物とＨ２−ＳＣＲ触媒組成物両方の一部であってもよく、ＤＯＣ組成物およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物とは別であってもよく、またはその組み合わせであってもよい。例えば、ＬＴＮＡは、上流ゾーンと下流ゾーン間の中間ゾーンに位置するＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む上流ゾーンに、ＤＯＣ組成物を含む下流ゾーンに、上流ゾーンと下流ゾーンの両方に、またはその組み合わせに組み込まれてもよい。別の例示は、ＬＴＮＡが、ＤＯＣ組成物底層に、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物最上層に、底層と最上層の両方に、底層と最上層の間の中間層に、またはその組み合わせに組み込まれる場合である。また別の例示において、ＬＴＮＡは触媒物品の他の成分と混在していてもよい。
【００７２】
幾つかの実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）を含む上流ゾーンは、ＤＯＣ組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）を含む下流ゾーンの一部の上に載る。例えば、Ｈ２−ＳＣＲゾーンは、入口端から出口端の方へ延在し、基材長さの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％または約９０％延在してもよく、一方、ＤＯＣゾーンは出口端から入口端の方へ延在し、基材長さの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％または約９０％延在してもよい。上流ゾーンおよび下流ゾーンは隣接してもよいが互いに重ならない。代替として、Ｈ２−ＳＣＲ上流ゾーンおよびＤＯＣ下流ゾーンは互いに重なって、第３の「中間」ゾーンを形成してもよい。中間ゾーンは、例えば基材長さの約５％から約８０％、例えば基材長さの約５％、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％または約８０％延在してもよい。基材に区画化された触媒層の断面図は、図１６に示され、この場合、３つのゾーンが、上流ゾーン２０、任意の中間ゾーン２４、および下流ゾーン２８を含む基材１２上のコーティング層の一部として示される。
【００７３】
Ｈ２−ＳＣＲゾーンおよびＤＯＣゾーンは、「中間」重なりゾーンを含まず互いに直接接触していてもよい。代替として、Ｈ２−ＳＣＲゾーンおよびＤＯＣゾーンは、２つのゾーン間に「隙間」を形成して、直接接触していなくてもよい。「アンダーコート」または「オーバーコート」の場合には、ＳＣＲゾーンとＬＮＴゾーン間の隙間は「中間層」と称される。
【００７４】
ある実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）触媒組成物は基材の全長に延在し、ＤＯＣ組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）は、Ｈ２−ＳＣＲ組成物の一部の上に載る。他の実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）は基材の全長に延在し、Ｈ２−ＳＣＲ組成物はＤＯＣ組成物（ＬＴＮＡ機能性の有無に関わらず）の上に載る。例えば、ＤＯＣゾーンは出口端から入口端の方へ基材長さの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％または約８０％延在してもよい。
【００７５】
ある実施形態において、ＤＯＣ触媒組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）は基材の全長に延在し、Ｈ２−ＳＣＲ組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）は、ＤＯＣ組成物の一部の上に載る。他の実施形態において、ＤＯＣ触媒組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）は基材の全長に延在し、ＤＯＣ組成物はＨ２−ＳＣＲ組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）の上に載る。例えば、Ｈ２−ＳＣＲゾーンは入口端から出口端の方へ基材長さの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％または約８０％延在してもよい。
【００７６】
ある実施形態において、ＬＴＮＡ触媒組成物を含む基材を含む別のＬＴＮＡ触媒物品は、ＤＯＣ組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）およびＨ２−ＳＣＲ組成物（ＬＴＮＡの機能の有無に関わらず）の両方を含む触媒物品と流体連通状態で位置してもよい。ＬＴＮＡ触媒物品は、触媒物品の上流または下流に設置されてもよい。ＬＴＮＡが触媒物品の上流に位置する場合、好ましくは水素発生器がＨ２−ＳＣＲ触媒組成物の直前に設置されるので、また、それは水素発生器の上流に位置してもよい。ＬＴＮＡはまた、排出処理システムの他の構成要素と、例えば水素発生器と流体連通状態であってもよい。
【００７７】
存在するゾーンは、Ｈ２−ＳＣＲおよびＤＯＣの触媒コーティングの関係によって画定される。Ｈ２−ＳＣＲおよびＤＯＣの触媒コーティングに関して、上流ゾーンおよび下流ゾーンのみがあるか、または、上流ゾーン、中間ゾーンおよび下流ゾーンがあってもよい。Ｈ２−ＳＣＲおよびＤＯＣの触媒コーティングが隣接し、重ならない場合、上流ゾーンおよび下流ゾーンのみがある。Ｈ２−ＳＣＲおよびＤＯＣコーティングがある程度重なる場合、上流、下流および中間ゾーンがある。例えば、Ｈ２−ＳＣＲゾーンが基材の全長に延在し、ＤＯＣゾーンが出口端からある長さ延在し、ＳＣＲゾーンの一部の上または下に重なる場合、上流ゾーンおよび下流ゾーンのみがある。
【００７８】
Ｈ２−ＳＣＲゾーンおよびＤＯＣゾーンは、基材と直接接触していてもよい。代替として、Ｈ２−ＳＣＲゾーンおよびＤＯＣゾーンの少なくとも一部が基材と直接接触しない（しかしむしろアンダーコートとは接触する）ように、１つまたは複数の「アンダーコート」が存在してもよい。Ｈ２−ＳＣＲゾーンおよびＤＯＣゾーンの少なくとも一部が、ガス状流または大気に直接曝露されない（しかしオーバーコートにむしろ接触する）ように１つまたは複数の「オーバーコート」もまた存在してもよい。
【００７９】
中間層（複数可）、アンダーコート（複数可）およびオーバーコート（複数可）は、１種または複数の触媒を含んでも含まなくてもよい。
【００８０】
組み合わせたＨ２−ＳＣＲ／ＤＯＣの触媒物品中に存在する触媒コーティングは、複数の同一の層を含んでいてもよい。
【００８１】
図２は、図１に図示されるようなＤＯＣ組成物とＨ２−ＳＣＲ触媒組成物の両方を含む触媒コーティングを有する単一の触媒物品の代わりに、別のＨ２−ＳＣＲ触媒物品２０５および別のＤＯＣ触媒物品２１０を備える排出処理システムを図示する。Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品２０５は基材およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む。ＤＯＣ触媒物品２１０は基材およびＤＯＣ組成物を含む。Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品２０５およびＤＯＣ触媒物品２１０が別の場合、ＤＯＣ触媒物品がＨ２−ＳＣＲ触媒物品の下流になるように、それらは互いに流体連通状態で位置してもよい。図１と同様に、先に記載された水素発生器２５０のいずれかがシステムに備えられていてもよい。水素発生器が、貯蔵器、ポンプおよびＨ２−ＳＣＲ触媒物品２０５の上流に位置し、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品２０５と流体連通状態である注入器２３０と関連づけられていてもよい。
【００８２】
図２の排出処理システムは、別のＬＴＮＡ触媒物品（図示せず）をさらに備えていてもよい。ＬＴＮＡ触媒物品は基材およびＬＴＮＡ触媒組成物を含んでいてもよい。ＬＴＮＡ触媒物品は、排出処理システムの他の構成要素、例えば、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品、ＤＯＣ触媒物品および水素発生器と流体連通状態であってもよい。物品の順序は様々であってもよい。例えば、上流から下流への順序は、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品、ＬＴＮＡ触媒物品およびＤＯＣ触媒物品であってもよい。代替として、上流から下流への順序は、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品、ＤＯＣ触媒物品およびＬＴＮＡ触媒物品であってもよい。幾つかの実施形態において、上流から下流への順序は、ＬＴＮＡ触媒物品、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品およびＤＯＣ触媒物品であってもよい。ある実施形態において、図２の排出処理システム中に存在するＨ２−ＳＣＲ触媒物品および／またはＤＯＣ触媒物品は、物品のいずれかまたは両方に加えられたＬＴＮＡの機能としてのＬＴＮＡ触媒組成物を含む。例えば、ＬＴＮＡの機能を有するＨ２−ＳＣＲ触媒物品は区画化されたＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、階層状Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、混在したＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物またはその組み合わせを含んでいてもよい。同様に、ＬＴＮＡの機能を有するＤＯＣ触媒物品は、区画化されたＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、階層状のＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、混在したＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物またはその組み合わせを含んでいてもよい。
【００８３】
触媒のゾーンコーティングにおいて、ＤＯＣおよびＨ２−ＳＣＲの触媒物品の上記のように、上流ゾーンは、下流ゾーンの一部の上に載っていてもよく、または下流ゾーンは上流ゾーンの一部の上に載っていてもよい。代替として、上流ゾーンおよび下流ゾーンは隣接し（直接接触してまたは中間に隙間があるかのいずれか）、互いに重ならなくてもよい。
【００８４】
階層状触媒コーティングにおいて、第１の層は基材の全長に延在してもよく、その後の層は第１の層の一部の上に載ってもよい。例えば、Ｈ２−ＳＣＲおよびＬＴＮＡの階層状触媒コーティングに関して、一実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物は基材の全長に延在してもよく、ＬＴＮＡ触媒組成物はＨ２−ＳＣＲ組成物の上に完全に載るか、またはその一部の上に載ってもよい。別の実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物は基材の全長に延在してもよく、Ｈ２−ＳＣＲ組成物はＬＴＮＡ組成物の上に完全に載るか、またはその一部の上に載ってもよい。
【００８５】
ＤＯＣおよびＬＴＮＡの階層状触媒コーティングに関しては、一実施形態において、ＤＯＣ触媒組成物は基材の全長に延在してもよく、ＬＴＮＡ触媒組成物はＤＯＣ組成物の上に完全に載るか、またはその一部の上に載ってもよい。別の実施形態において、ＤＯＣ触媒組成物は基材の全長に延在してもよく、ＤＯＣ組成物はＬＴＮＡ組成物の上に完全に載るか、またはその一部の上に載ってもよい。
【００８６】
図３は、水素発生器３５０；Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品３０５および希薄ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）触媒物品３１０を備える排出処理システムを図示する。Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品３０５は基材およびＨ２−ＳＣＲ触媒組成物を含む。ＬＮＴ触媒物品３１０は基材およびＬＮＴ触媒組成物を含む。ＬＮＴ触媒物品３１０は、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品３０５と流体連通状態であり、その下流に位置してもよい。図１および２と同様に、水素の生成のために先に記載された水素発生器３５０のいずれかがシステムに備えられていてもよい。水素発生器は、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品３０５の上流に位置する貯蔵器、ポンプおよび注入器３３０と関連づけられ、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品３０５と流体連通状態にあってもよい。
【００８７】
本明細書において開示される実施形態のいずれかによる排出処理システムは、すすフィルターおよび／または選択接触還元（ＳＣＲ）触媒および／またはフィルター付きＳＣＲ（ＳＣＲｏＦ）および／またはアンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）および／またはその組み合わせをさらに備えてもよい。すすフィルターは非触媒であっても触媒されていてもよい（ＣＳＦ）。例えば、図１は、上流から下流に、すべて互いに流体連通状態の、組み合わせたＨ２−ＳＣＲ／ＤＯＣ触媒物品１０５、ＣＳＦ触媒物品１１０、ＳＣＲ触媒物品１１５、ならびにＳＣＲとＡＭＯＸの両方を含む組み合わせた触媒物品１２０を描く。別の例示は図２であり、上流から下流に、すべて互いに流体連通状態の、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品２０５、ＤＯＣ触媒物品２１０、ＣＳＦ触媒物品２１５、ＳＣＲ触媒物品２２０、ならびにＳＣＲとＡＭＯＸの両方を含む組み合わせた触媒物品２２５を描く。しかしなお、別の例示は図３であり、上流から下流に、すべて互いに流体連通状態の、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品３０５、ＬＮＴ触媒物品３１０、フィルター付きＳＣＲ触媒物品３１５および任意のＳＣＲ触媒物品３２０を描く。これらのシステムは「多重ブリック」システムと称されてもよく、「ブリック」は単一の物品、例えばＨ２−ＳＣＲ、ＤＯＣ、またはＣＳＦ、ＬＮＴ、またはＡＭＯＸなどを指してもよい。
【００８８】
触媒組成物の様々な区画化された階層状の組み合わせは、この開示において構想される。例えば、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は、区画化されたＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、階層状Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、混在したＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、またはその組み合わせを含むことができる。さらにＤＯＣ触媒物品は、区画化されたＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、階層状のＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、混在したＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、またはその組み合わせを含むことができる。
【００８９】
一実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は、上流ゾーンおよび下流ゾーンに設置される、区画化されたＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、ならびに底層および最上層に設置される階層状のＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物の組み合わせを含み、この場合、上流ゾーンは下流ゾーンの一部の上に載る。
【００９０】
別の実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は、上流ゾーンおよび下流ゾーンに設置される区画化されたＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、ならびに底層および最上層に設置される階層状のＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物の組み合わせを含み、この場合、下流ゾーンは上流ゾーンの一部の上に載る。
【００９１】
ある実施形態において、ＤＯＣ触媒物品は、上流ゾーンおよび下流ゾーンに設置される区画化されたＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、ならびに底層および最上層に設置される階層状のＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物の組み合わせを含み、この場合、上流ゾーンは下流ゾーンの一部の上に載る。
【００９２】
別の実施形態において、ＤＯＣ触媒物品は、上流ゾーンおよび下流ゾーンに設置される区画化されたＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、ならびに底層および最上層に設置される階層状のＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物の組み合わせを含み、この場合、下流ゾーンは上流ゾーンの一部の上に載る。
【００９３】
また別の実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は、区画化されたＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物および階層状のＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物の組み合わせを含み、この場合、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物は基材の全長に延在し、ＬＴＮＡ触媒組成物はＨ２−ＳＣＲ組成物の一部の上に載る。
【００９４】
またさらなる実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は階層状のＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物を含み、この場合、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物は基材の全長に延在し、Ｈ２−ＳＣＲ組成物はＬＴＮＡ組成物の上に載る。
【００９５】
別の実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は、区画化されたＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物、ならびに階層状のＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物の組み合わせを含み、この場合、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物は基材の全長に延在し、Ｈ２−ＳＣＲ組成物は、ＬＴＮＡ組成物の一部の上に載る。
【００９６】
他の実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は階層状のＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物を含み、この場合、Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物は基材の全長に延在し、ＬＴＮＡ組成物はＨ２−ＳＣＲ組成物の上に載る。
【００９７】
ある実施形態において、ＤＯＣ触媒物品は、区画化されたＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物ならびに階層状のＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物の組み合わせを含み、この場合、ＤＯＣ触媒組成物は基材の全長に延在し、ＬＴＮＡ触媒組成物はＤＯＣ組成物の一部の上に載る。
【００９８】
他の実施形態において、ＤＯＣ触媒物品は階層状のＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物を含み、この場合、ＤＯＣ触媒組成物は基材の全長に延在し、ＤＯＣ組成物はＬＴＮＡ組成物の上に載る。
【００９９】
またさらなる実施形態において、ＤＯＣ触媒物品は、区画化されたＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物ならびに階層状のＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物の組み合わせを含み、この場合、ＤＯＣ触媒組成物は基材の全長に延在し、ＤＯＣ組成物は、ＬＴＮＡ組成物の一部の上に載る。
【０１００】
またさらなる実施形態において、ＤＯＣ触媒物品は階層状のＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物を含み、この場合、ＤＯＣ触媒組成物は基材の全長に延在し、ＬＴＮＡ組成物はＤＯＣ組成物の上に載る。
【０１０１】
ある実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は、上流ゾーンおよび下流ゾーンに位置する区画化されたＨ２−ＳＣＲ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物を含み、この場合、上流ゾーンおよび下流ゾーンは隣接し、互いに重ならない。
【０１０２】
ある実施形態において、ＤＯＣ触媒物品は、上流ゾーンおよび下流ゾーンに位置する区画化されたＤＯＣ触媒組成物およびＬＴＮＡ触媒組成物を含み、この場合、上流ゾーンおよび下流ゾーンは隣接し、互いに重ならない。
【０１０３】
様々な構成要素の順序は様々であり、限定されると解釈するべきではない。しかしながら、水素発生器から生成される水素注入がＨ２−ＳＣＲ触媒物品の上流に位置し、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品と流体連通状態であることは理解される。また、ＳＣＲ触媒が還元剤、例えば、アンモニアまたは尿素の存在下で働くこと、および、この還元剤が対応するＳＣＲ物品の上流で注入され、対応するＳＣＲ物品と流体連通状態であることは理解される（図１、２および３中の還元剤注入１４０、２４０および３４０をそれぞれ参照）。
【０１０４】
また、ＬＮＴ物品の前またはＤＯＣ物品の前にＨ２−ＳＣＲ物品が位置と、最適な性能をとりわけ低温始動運転中に提供すると考えられる。Ｈ２−ＳＣＲ物品は、低温始動運転中に認められる低温で運転可能であり得る。Ｈ２−ＳＣＲ物品は運転中に熱を発生し得るので、それによって、排気ガスの温度を、ＬＮＴおよびＤＯＣの触媒物品の運転を改善する値に上げる。幾つかの実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品は、ＬＮＴまたはＤＯＣの触媒物品の前で直ぐ隣に位置してもよい。代替として、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品とＬＮＴまたはＤＯＣの触媒物品との間に位置する、１つまたは複数の追加の物品（ブリック）があってもよい。
【０１０５】
幾つかの実施形態において、Ｈ２−ＳＣＲ物品は、ＤＯＣとの組み合わせの有無に関係なく、エンジンの排気出口または排気マニホールド近くに設置される、例えば排気出口または排気マニホールド出口の約１２インチ以内の、近位連結した位置に配置されてもよい。代替として、Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品はエンジンの排気出口または排気マニホールドからさらに下流に位置してもよい。
【０１０６】
本明細書において使用される場合、用語「基材」は、本明細書に記載されるＨ２−ＳＣＲ触媒組成物または他の触媒組成物などの触媒材料が一般にウォッシュコートの形態で配置されるモノリス材料を指す。ウォッシュコートは、液体中に触媒の指定された固形分（例えば３０−９０質量％）を含有するスラリーを製造することによって形成され、次いで、基材にコーティングされ、乾燥してウォッシュコート層を与える。本明細書において使用される場合、用語「ウォッシュコート」は、当業界での通常の意味を有し、基材材料（ハニカム型キャリヤー部材など）に塗布された触媒または他の材料の薄い接着性コーティングであり、処理されるガス流の通過を可能にするのに十分な多孔性である。ウォッシュコートは、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアまたはその組み合わせから選択される結合剤を任意に含むことができる。結合剤の装填率は、ウォッシュコートの質量に対して一般に約０．１〜１０質量％である。
【０１０７】
１つまたは複数の実施形態において、基材は通り抜けハニカムモノリスまたは粒子フィルターの１つまたは複数から選択され、触媒材料（複数可）はウォッシュコートとして基材に塗布される。図１４Ａおよび１４Ｂは、本明細書において記載されるような触媒組成物でコーティングされた通り抜け基材の形態の例示の基材２を図示する。図１４Ａを参照すると、例示の基材２は、円筒形状および円筒形の外側表面４、上流端面６、および端面６と同一である、対応する下流端面８を有する。基材２はその中に複数の微細で平行なガス流動通路１０を形成する。図１４Ｂにおいて参照されるように、流動通路１０は壁１２によって形成され、キャリヤー２を通して上流端面６から下流端面８に延在し、キャリヤー２を縦方向に通してガス流動通路１０を介して流体（例えばガス流）の流動が可能になるように、通路１０は妨げられていない。図１４Ｂでより容易にわかるように、壁１２は、ガス流動通路１０が実質的に規則的な多角形の形状を有するように寸法取りされ構成されている。示されるように、所望の場合、触媒組成物は複数の別個の層に塗布することができる。図示する実施形態において、触媒組成物は、キャリヤー部材の壁１２に接着した個別の底層１４と、底層１４上にコーティングされた第２の個別の最上層１６の両者からなる。本発明は１つまたは複数の（例えば２、３または４）触媒層を用いて実施することができ、図１４Ｂにおいて図示された２層の実施形態に限定されない。
【０１０８】
１つまたは複数の実施形態において、基材はハニカム構造を有するセラミックまたは金属である。基材の入口面から出口面までそこを通して延在する、微細で平行なガス流動通路を有するタイプのモノリス基材などの任意の適切な基材が、そこを通る流体の流動に対して通路が開いているように用いられてもよい。通路は、流体入口から流体出口へ本質的に直線状の経路であり、通路を通り抜けるガスが触媒材料と接触するように、触媒材料がウォッシュコートとしてコーティングされた壁によって画定される。モノリス基材の流動通路は、任意の適切な断面形状および大きさのものであってもよく、例えば台形、矩形、四角形、三角形、六角形、楕円形、円形などの薄肉流路である。そのような構造は、断面の１平方インチ当たり約６０〜約９００以上のガス入口の開口（すなわち「セル」）を含んでいてもよい。
【０１０９】
セラミック基材は任意の適切な耐火材料、例えばコージライト、コージライト−α−アルミナ、窒化ケイ素、ジルコンムライト、リシア輝石、アルミナ−シリカ−マグネシア、ジルコンケイ酸塩、ケイセン石、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタライト、α−アルミナおよびアルミノケイ酸塩などでできていてもよい。本発明の実施形態の触媒に有用な基材は、また本来金属性であってもよく、１種または複数の金属または金属合金で構成される。金属性基材は、流路壁中の開口部または「パンチアウト」を含むものなどの任意の金属性基材を含んでいてもよい。金属性基材はペレット、波形シートまたはモノリス形態などの様々な形状で用いられてもよい。金属性基材の具体的な例は、耐熱性の卑金属合金、とりわけ鉄が実質的または主要な成分であるものを含む。そのような合金はニッケル、クロムおよびアルミニウムの１つまたは複数を含んでいてもよく、これらの金属の合計は、各事例で基材の質量に対して有利には合金の少なくとも約１５質量％、例えばクロム約１０〜２５質量％、アルミニウム約１〜８質量％、およびニッケル約０〜２０質量％を含んでいてもよい。
【０１１０】
１種または複数の実施形態において、基材は粒子フィルターである。本明細書において使用される場合、用語「粒子フィルター」または「すすフィルター」は、排気ガス流からすすなどの粒子物質を除去するように設計されたフィルターを指す。粒子フィルターは、ハニカム壁流動フィルター、部分的な濾過フィルター、ワイヤーメッシュフィルター、繊維織り込みフィルター、焼結金属フィルター、発泡体フィルターを含むが、これらに限定されない。
【０１１１】
ある実施形態において、本明細書において使用される壁流動基材は、複数の微細で、実質的に平行なガス流動通路を有し、基材の縦軸に沿って延在する。通常、各通路は基材本体の一端で遮断され、１つおきの通路が反対の終端面で遮断されている。そのようなモノリス基材は、断面１平方インチ当たり最大約９００またはそれ以上の流動通路（または「セル」）を含んでいてもよいが、はるかに少数が使用されてもよい。例えば、基材は、１平方インチ当たり約７〜６００、より普通には約１００〜４００セル（「ｃｐｓｉ」）を有していてもよい。本発明の実施形態に使用される多孔性の壁流動フィルターは、前記要素の壁が白金族金属をその上に有し、またはその中に含むことによって触媒することができる。触媒材料は、基材壁の入口側面に単独で、出口側面に単独で、入口側面および出口側面の両方に存在してもよく、または、壁はそれ自体触媒材料のすべてまたは一部からなっていてもよい。別の実施形態において、本発明は、基材の入口および／または出口壁上の１つまたは複数の触媒層、および１つまたは複数の触媒層の組み合わせの使用を含んでいてもよい。
【０１１２】
図１５においてわかるように、例示の壁流動基材は複数の通路５２を有する。通路はフィルター基材の内部壁５３によって囲まれている。基材は入口端５４および出口端５６を有する。１つおきの通路は、入口栓５８で入口端が、出口栓６０で出口端が塞がれており、入口５４および出口５６で逆のチェス盤パターンを形成する。ガス流６２は、栓のない流路入口６４を通して進入し、出口栓６０によって遮られ、流路壁５３（多孔性である）を通って出口側６６へ拡散する。ガスは、入口栓５８のために壁の入口側へ戻ることができない。本発明で使用される多孔性壁流動フィルターは、基材の壁が１種または複数の触媒材料をそこに有するということで触媒される。
【０１１３】
Ｈ２−ＳＣＲ触媒組成物
適切なＨ２−ＳＣＲ触媒組成物は、１種または複数の触媒コーティング組成物を堆積させてもよいセラミックまたは金属性の基材に形成されてもよい。基材は、本明細書においてさらに詳細に論じられるような通り抜けモノリスまたは多孔性の壁流動フィルターを含んでいてもよい。セラミック基材は、任意の適切な耐火材料、例えばコージライト、コージライト−アルミナ、窒化ケイ素、ジルコンムライト、リシア輝石、アルミナ−シリカ−マグネシア、ジルコンケイ酸塩、ケイセン石、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタライト、アルミナ、アルミノケイ酸塩などでできていてもよい。金属性基材は１種または複数の金属または金属合金で構成されていてもよい。金属性基材は波形シートまたはモノリス形態などの様々な形状で用いられてもよい。金属性基材として使用される金属は、耐熱性の金属および金属合金、例えばチタンおよびステンレス鋼、ならびに鉄が実質的または主要な成分である他の合金を含む。そのような合金は、ニッケル、クロムおよび／またはアルミニウムの１つまたは複数を含んでいてもよい。また合金は、少量または微量の、他の金属、例えばマンガン、銅、バナジウム、チタンなどの１つまたは複数を含んでいてもよい。
【０１１４】
Ｈ２−ＳＣＲ物品の基材に堆積させた触媒コーティング組成物は、１種または複数のＰＧＭ成分またはＡｕもしくはＡｇなどの別の触媒金属を含んでいてもよい。ＰＧＭは、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓおよびその組み合わせからなる群から選択されてもよい。幾つかの実施形態において、コーティングは白金、パラジウムまたはその組み合わせを含んでいてもよい。例えば、白金対パラジウム質量比は、約１：１０〜１０：１、約１：５〜１０：１、約１：１〜１０：１、約２：１〜１０：１または約３：１〜５：１の範囲であってもよい。Ｈ２−ＳＣＲ触媒物品用の例示のＰＧＭ装填率は約１〜２００ｇ／ｆｔ３、例えば約１０〜５０ｇ／ｆｔ３である。
【０１１５】
触媒コーティング組成物は、ＰＧＭ成分（複数可）のための担体をさらに含む。各ＰＧＭ成分は同一のまたは異なる担体に担持することができる。担持されたＰＧＭ触媒それぞれは別々に製造することができ、または、複数のＰＧＭ成分は、同じ担体上の同じプロセスで含浸させることができる。
【０１１６】
その担体はゼオライトであってもよいがゼオライトでなくてもよい。ゼオライトでない担体の例は、大表面積の耐火性金属酸化物を含むが、これらに限定されない。大表面積の耐火性金属酸化物担体は、アルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア、マグネシア、セリア、ランタナ、バリア、酸化タングステンおよびその組み合わせからなる群から選択される、活性化された化合物を含むことができる。例示の組み合わせは、チタニアジルコニア、ジルコニア酸化タングステン、チタニア酸化タングステン、シリカアルミナおよびマグネシアセリアを含む。ゼオライト担体の例は、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およびＺＯＮの骨格型を有する小細孔モレキュラーシーブ、ＭＦＩ、ＦＥＲ、ＭＷＷまたはＥＵＯの骨格型を有する中細孔モレキュラーシーブ、ＣＯＮ、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＭＯＲまたはＥＭＴの骨格型を有する大細孔モレキュラーシーブ、ならびにその混合物を含むが、これらに限定されない。水素型のゼオライトはある実施形態において有利であり、それは、当業界で公知の技法に従って水素とイオン交換することによって製造することができる。水素形態のゼオライトの例はＨ−Ｙ、Ｈ−ベータ、Ｈ−ＺＳＭ−５、Ｈ−チャバザイト、Ｈ−フェリエライト、Ｈ−モルデナイトなどを含む。
【０１１７】
コーティングは、基材に対して約１０ｇ／ｆｔ３、約２０ｇ／ｆｔ３、約３０ｇ／ｆｔ３、約４０ｇ／ｆｔ３、約５０ｇ／ｆｔ３または約６０ｇ／ｆｔ３〜１００ｇ／ｆｔ３、約１５０ｇ／ｆｔ３、約２００ｇ／ｆｔ３または約２５０ｇ／ｆｔ３の濃度で存在してもよい。幾つかの実施形態において、コーティングは均質であってもよい。代替として、基材はゾーンコーティングおよび／または層コーティングされてもよい。
【０１１８】
ＬＴＮＡ触媒組成物
適切なＬＴＮＡ組成物は、連続的な希薄運転中に吸着されたＮＯｘ化合物を放出しつつ低温ＮＯｘ吸着および貯蔵を可能にするように選択されてもよく、活性な再生（リッチ相）工程を必要としない。ＬＴＮＡ組成物は、好ましくは、約８００℃もの高温に耐えることができ、硫黄被毒に負けず、希薄条件下で硫黄を放出し、ＮＯｘ貯蔵能力を回復することができ、ＰＧＭ装填率およびＰＧＭ型の最適化により費用効果的である。
【０１１９】
幾つかの実施形態において、ＬＴＮＡは、通り抜けモノリスまたは多孔性壁流動フィルターなどの、セラミックでも金属性でもよい基材にコーティングされてもよい。セラミック基材は、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、マグネシア、ゼオライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、マグネシウム、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、メタロアルミノケイ酸塩（コージライトおよびリシア輝石などの）、またはその任意の２種以上の混合物または混合酸化物からなる群から選択されてもよい。金属性基材は、任意の適切な金属、特に耐熱金属および金属合金、例えばチタンおよびステンレス鋼、ならびに鉄、ニッケル、クロムおよび／またはアルミニウム、それに加えて他の微量金属を含むフェライト合金でできていてもよい。
【０１２０】
ＬＴＮＡ組成物は、モレキュラーシーブなどの広範囲な三次元網目構造を含む担体をさらに含んでいてもよい。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、ＳＦＷ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧおよびＺＯＮの骨格型を有する小細孔モレキュラーシーブ、ＭＦＩ、ＦＥＲ、ＭＷＷまたはＥＵＯの骨格型を有する中細孔モレキュラーシーブ、ＣＯＮ、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＭＯＲまたはＥＭＴの骨格型を有する大細孔モレキュラーシーブ、ならびにその混合物であってもよい。
【０１２１】
ＬＴＮＡは、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓおよびその組み合わせからなる群から選択されるＰＧＭをさらに含んでいてもよい。ＰＧＭの装填率は、基材に対して約１０ｇ／ｆｔ３〜２５０ｇ／ｆｔ３、例えば約２０ｇ／ｆｔ３、約３０ｇ／ｆｔ３、約４０ｇ／ｆｔ３、約５０ｇ／ｆｔ３または約６０ｇ／ｆｔ３〜１００ｇ／ｆｔ３、約１５０ｇ／ｆｔ３または約２００ｇ／ｆｔ３の範囲にあってもよい。
【０１２２】
ＬＮＴ触媒組成物
適切なＬＮＴ触媒組成物は、ＮＯｘ吸着剤および担体、例えばＮＯｘ吸着剤、および耐火性金属酸化物担体に分散した白金族金属成分を含む。ＬＮＴ触媒組成物は、任意に酸素貯蔵成分などの他の成分を含んでいてもよい。ＬＮＴ触媒組成物は、単一層または多層のコーティングの形態をしていてもよい。例えば、２層触媒コーティングは、基材に接着した底層、および底層の一部またはその全体に載り、それに接する最上層を含む。
【０１２３】
適切なＮＯｘ吸着剤はマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムおよびその混合物から選択されるアルカリ土類元素の塩基性酸化化合物、およびセリウム（セリア成分）を含む希土類の酸化化合物を含む。希土類は、ランタン、ネオジムまたはプラセオジムの１つまたは複数をさらに含んでよい。
【０１２４】
ＮＯｘ吸着剤成分は、基材に対して、例えば約０．１〜４．０ｇ／ｉｎ３、例えば、約０．２ｇ／ｉｎ３、約０．３ｇ／ｉｎ３、約０．４ｇ／ｉｎ３、約０．５ｇ／ｉｎ３、約０．６ｇ／ｉｎ３、約０．７ｇ／ｉｎ３または約０．８ｇ／ｉｎ３〜約１．０ｇ／ｉｎ３、約１．５ｇ／ｉｎ３、約２．０ｇ／ｉｎ３、約２．５ｇ／ｉｎ３、約３．０ｇ／ｉｎ３または約３．５ｇ／ｉｎ３の濃度で存在してもよい。
【０１２５】
白金族金属成分は、窒素種の酸化および還元を促進する。白金族金属成分の装填率は、基材に対して約１０ｇ／ｆｔ３〜２５０ｇ／ｆｔ３、例えば、約２０ｇ／ｆｔ３、約３０ｇ／ｆｔ３、約４０ｇ／ｆｔ３、約５０ｇ／ｆｔ３または約６０ｇ／ｆｔ３〜１００ｇ／ｆｔ３、約１５０ｇ／ｆｔ３または約２００ｇ／ｆｔ３の範囲にあってもよい。複数のコーティング層が存在する場合、異なる層中の白金族金属成分は同一でも異なっていてもよい。同様に、異なる層中の白金族金属成分の量は同一でも異なっていてもよい。
【０１２６】
担体は、アルミナ、チタニア、ジルコニア；チタニア、ジルコニア、シリカ、クロミアおよびセリアの１つまたは複数を含むアルミナの混合物；アルミナにコーティングされたセリアまたはアルミナにコーティングされたチタニアなどの少なくとも大表面積耐火性金属酸化物を含む。耐火性金属酸化物は、約５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの比表面積を有していてもよく、基材に対して例えば約１．５ｇ／ｉｎ３〜約７．０ｇ／ｉｎ３の濃度で存在してもよい。
【０１２７】
ＤＯＣ触媒組成物
適切なＤＯＣ触媒は、１種または複数の触媒コーティング組成物を堆積させてもよいセラミックまたは金属性の基材に形成されてもよい。適切なＤＯＣ基材はセラミックまたは金属のハニカム構造を含んでいてもよい。
【０１２８】
ＤＯＣ基材は、そこを通る流体の流動に対して通路が開いているように（本明細書において通り抜け基材と称される）、基材の入口または出口からそれを通って延在する微細で平行なガス流動通路を有するモノリスであってもよい。通路は、流体入口から流体出口へ本質的に直線経路であり、通路を通り抜けるガスが触媒材料と接触するように触媒材料がウォッシュコートとしてコーティングされた壁によって画定される。モノリス基材の流動通路は薄肉流路であり、例えば台形、矩形、四角形、三角形、六角形、楕円形、円形などの任意の適切な断面形状および大きさのものであってもよい。そのようなモノリスキャリヤーは、断面１平方インチ当たり約１２００以上の流動通路（または「セル」）を含んでいてもよいが、はるかに少数が使用されてもよい。通り抜け基材は、通常０．００２〜０．１インチの間の壁厚を有する。
【０１２９】
セラミック基材は、任意の適切な耐火材料、例えばコージライト、コージライト−アルミナ、窒化ケイ素、ジルコンムライト、リシア輝石、アルミナ−シリカ−マグネシア、ジルコンケイ酸塩、ケイセン石、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタライト、アルミナおよびアルミノケイ酸塩などでできていてもよい。
【０１３０】
金属性基材は１種または複数の金属または金属合金で構成されていてもよい。金属性基材は波形シートまたはモノリス形態などの様々な形状で用いられてもよい。金属性基材に使用される金属は、チタンおよびステンレス鋼などの耐熱性の金属および金属合金、ならびに鉄が実質的または主要な成分である他の合金を含む。そのような合金は１種または複数のニッケル、クロムおよび／またはアルミニウムを含んでいてもよい。また合金は、少量（微量）の１種または複数の他の金属、例えばマンガン、銅、バナジウム、チタンなどを含んでいてもよい。
【０１３１】
ＤＯＣ物品の基材に堆積させた触媒コーティング組成物は、有害な化合物の酸化を促進する白金族金属の１つまたは複数の層を含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、コーティングは白金、パラジウムまたはその組み合わせを含んでいてもよい。例えば、白金対パラジウムの質量比は、約１：１０〜１０：１、約１：５〜１０：１、約１：１〜１０：１、約２：１〜１０：１、または約３：１〜５：１の範囲であってもよい。コーティングは、基材に対して約１０ｇ／ｆｔ３、約２０ｇ／ｆｔ３、約３０ｇ／ｆｔ３、約４０ｇ／ｆｔ３、約５０ｇ／ｆｔ３または約６０ｇ／ｆｔ３〜１００ｇ／ｆｔ３、約１５０ｇ／ｆｔ３、約２００ｇ／ｆｔ３または約２５０ｇ／ｆｔ３の濃度で存在してもよい。幾つかの実施形態において、コーティングは均質であってもよい。代替として、基材はゾーンコーティングされてもよい。
【０１３２】
ＳＣＲ触媒組成物
ＳＣＲ組成物は、もっぱらＳＣＲ用に使用される触媒物品に加えて、例えばＨ２−ＳＣＲ、ＡＭＯＸを含むＳＣＲなどに使用される区画化された触媒物品に用いられてもよい。適切なＳＣＲ組成物は、１つまたは複数のコーティング層を含む触媒コーティングの形態をしていてもよく、基材の少なくとも一部に配置されてもよい。ＳＣＲ触媒は卑金属（例えば、銅および／または鉄）でイオン交換されたモレキュラーシーブを含む。
【０１３３】
本モレキュラーシーブは、例えば、八員環細孔開口部および二重六員環二次構造単位、例えば、以下の構造型：ＡＥＩ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＣＨＡ、ＥＡＢ、ＥＲＩ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＳＡＳ、ＳＡＴまたはＳＡＶを有するものを有する。１つまたは複数の実施形態において、八員環小細孔モレキュラーシーブはＣＨＡ結晶構造を有する。
【０１３４】
モレキュラーシーブは、約２、約５、約８、約１０、約１５、約２０または約２５〜３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約６０、約７０、約８０、約９０、約１００、約１５０、約２００、約２６０、約３００、約４００、約５００、約７５０または約１０００のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を有していてもよい。
【０１３５】
幾つかの実施形態において、モレキュラーシーブは、約２〜３００、約５〜２５０、約１０〜２５０、約１５〜２５０、約１０〜２００、約１０〜１００、約１０〜７５、約１０〜６０、約１０〜５０、約１５〜１００、約１５〜７５、約１５〜６０、約１５〜５０、約２０〜１００、約２０〜７５、約２０〜６０または約２０〜５０のＳＡＲを有していてもよい。
【０１３６】
例えば、モレキュラーシーブ中の銅の量は、銅含有モレキュラーシーブの全質量に対して約０．２、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９、約１．０、約１．１、約１．２、約１．３、約１．４、約１．５、約１．６、約１．７、約１．８、約１．９、約２．０質量％、約２．１、約２．２、約２．３、約２．４、約２．５、約２．６、約２．７、約２．８、約２．９、約３．０、約３．１、約３．２、約３．３、約３．４、約３．５、約３．６、約３．７、約３．８、約３．９、約４．０、約４．１、約４．２、約４．３、約４．４、約４．５、約４．６、約４．７、約４．８、約４．９、約５．０質量％または約１０．０質量％であってもよい。
【０１３７】
例えば、鉄含有モレキュラーシーブ中の鉄の量は、モレキュラーシーブの全質量に対して約１．０、約３．０、約３．５、約４．０、約４．５、約５．０、約５．５、約６．０、約６．５、約７．０、約７．５、約８．０、約８．５、約９．０、約９．５、約１０質量％または約１５質量％である。
【０１３８】
モレキュラーシーブ中の銅または鉄のような触媒金属の量は、酸化物、ＣｕＯまたはＦｅ２Ｏ３として報告されている。
【０１３９】
銅または鉄を含有するモレキュラーシーブは、ＤＩＮ  ６６１３１に従って求めて、少なくとも約４００ｍ２／ｇ、少なくとも約５５０ｍ２／ｇまたは少なくとも約６５０ｍ２／ｇ、例えば約４００〜７５０ｍ２／ｇまたは約５００〜７５０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を示してもよい。モレキュラーシーブはＳＥＭによって求めて約１０ナノメートル〜１０ミクロン、約５０ナノメートル〜５ミクロン、または約０．１ミクロン〜０．５ミクロンの平均結晶サイズを有していてもよい。
【０１４０】
モレキュラーシーブは、一般に四面体型部位を含む酸素イオンの広範囲な三次元網目構造を有し、比較的均質な孔径の細孔分布を有する材料を指す。ゼオライトは、シリコンおよびアルミニウムをさらに含むモレキュラーシーブの具体的な例である。触媒層中の「非ゼオライト担体」または「非ゼオライト担体」を言及する場合は、ゼオライトではなく、貴金属、安定剤、促進剤、結合剤などを会合、分散、含浸または他の適切な方法によって受け取る材料を指す。そのような非ゼオライト担体の例は、大表面積耐火性金属酸化物を含むが、これらに限定されない。非ゼオライト担体を含むＳＣＲ触媒の非限定的な例は、バナジウムチタン触媒であってもよい。
【０１４１】
ＳＣＲ触媒組成物は、基材、例えばハニカムモノリス基材に存在する場合、基材に対して例えば約０．３〜４．５ｇ／ｉｎ３、または約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９または約１．０ｇ／ｉｎ３〜約１．５ｇ／ｉｎ３、約２．０ｇ／ｉｎ３、約２．５ｇ／ｉｎ３、約３．０ｇ／ｉｎ３、約３．５ｇ／ｉｎ３または約４．０ｇ／ｉｎ３の濃度で存在する。
【０１４２】
ＡＭＯＸ触媒組成物
ＡＭＯＸ触媒は、例えば米国特許出願公開第２０１１／０２７１６６４号において教示される。アンモニア酸化（ＡＭＯＸ）触媒は、排気ガス流からアンモニアを除去するのに効果的な担持された貴金属成分であってもよい。貴金属はルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、銀または金を含んでいてもよい。例えば、貴金属成分は、貴金属の物理的な混合物、化学的組み合わせまたは原子ドープされた組み合わせを含む。貴金属成分は、例えば白金を含む。白金は、ＡＭＯＸ触媒に対して約０．００８％〜２質量％の量で存在してもよい。
【０１４３】
貴金属成分（ＰＧＭ成分などの）は、一般に大表面積耐火性金属酸化物担体に堆積させる。適切な大表面積耐火性金属酸化物の例は、アルミナ、シリカ、チタニアおよびセリアおよびジルコニア、ならびにその物理的な混合物、化学的組み合わせおよび／または原子ドープされた組み合わせを含む。特定の実施形態において、耐火性金属酸化物は混合酸化物、例えばシリカアルミナ、非晶性または結晶性アルミノケイ酸塩、アルミナジルコニア、アルミナランタナ、アルミナバリア、アルミナセリアなどを含んでいてもよい。例示の耐火性金属酸化物は、約５０〜３００ｍ２／ｇの比表面積を有する大表面積γ−アルミナを含む。
【０１４４】
ＡＭＯＸ触媒は、例えばＣＨＡ、ＦＡＵ、ＢＥＡ、ＭＦＩおよびＭＯＲ型のものから選択されるゼオライトまたは非ゼオライトのモレキュラーシーブを含んでいてもよい。モレキュラーシーブは、酸化物に担持された白金成分と物理的に混合されてもよい。代替の実施形態において、白金は、モレキュラーシーブの外表面上に、または流路、キャビティまたはケージに分布してもよい。
【０１４５】
ＣＳＦ組成物
触媒されるすすフィルターは、本明細書において記載されるものとして「通り抜け」基材を含んでもよく、触媒コーティングをそこに配置してもよい。代替として、すすフィルターは、コージライト、チタン酸アルミニウムまたは炭化ケイ素などの材料からできた壁流動フィルター基材を含んでいてもよい。壁流動基材上の触媒コーティングの装填率は空隙率および壁厚などの基材特性に依存し、一般に、通り抜け基材上の触媒装填率より低い。ＣＳＦ上の触媒コーティングのタイプは様々であってもよく、酸化触媒組成物および／またはＳＣＲ触媒組成物を含むことができる。
【０１４６】
壁流動フィルター基材は、本明細書において論じられるように、基材の縦軸に沿って延在する、複数の微細で実質的に平行なガス流動通路を有していてもよい。通常、各通路は基材本体の一端で遮断され、１つおきの通路は反対の終端面で遮断されている。そのようなモノリスキャリヤーは、断面１平方インチ当たり最大約７００またはそれ以上の流動通路（または「セル」）を含んでいてもよいが、はるかに少数が使用されてもよい。セルは、長方形、正方形、円形、卵形、三角形、六角形の断面を有してよいが、または他の多角形の形状のものである。壁流動基材は、通常約５０ミクロン〜２０００ミクロンの壁厚を有する。壁流動フィルターは、一般に触媒コーティングの配置以前には少なくとも５ミクロンの平均孔径を有する少なくとも５０％の壁空隙率を有する。
【０１４７】
本システムにおいて、Ｈ２−ＳＣＲ基材および／またはＤＯＣ基材および／またはＬＮＴ基材および／またはＨ２−ＳＣＲ／ＤＯＣ組み合わせ触媒物品基材および／またはＳＣＲ基材および／またはＡＭＯＸ基材および／またはＳＣＲ／ＡＭＯＸ組み合わせ触媒物品基材は、それぞれ、独立して通り抜けモノリスおよび多孔性壁流動基材からなる群から選択されてもよい。
【０１４８】
ＮＯｘ含有流を処理する方法
幾つかの実施形態において、本開示は、排出処理システムまたは本明細書において開示される触媒物品に排気流を通過させることを含む、ＮＯｘを含有する排気流を処理する方法を対象とする。
【０１４９】
本方法は、低温段階、または低温始動段階の間の、すなわち、排気ガス温度が約２００℃以下、約１７５℃以下、約１５０℃以下、約１２５℃以下または約１００℃以下である場合の排気ガス流を処理することを含む。
【０１５０】
本物品、システムおよび方法は移動性の排出源からの排気ガス流の処理に適切である。また、物品、システムおよび方法は発電所などの固定派生源からの排気流の処理に適切である。
【実施例】
【０１５１】
金属酸化物またはゼオライト担体に担持された１種または複数のＰＧＭ金属を含む様々な触媒組成物を製造し、Ｈ２−ＳＣＲ反応活性について試験した。
【０１５２】
試料の製造
方法１（単一金属触媒）：
Ｐｔ触媒に関して、望ましい金属装填率を達成するために初期湿式技法を使用して、Ｐｔアミンヒドロキシド溶液を市販の触媒担体に含浸させた。Ｐｄ、ＲｕおよびＲｈおよびＩｒ触媒に関しては、対応する硝酸塩溶液を含浸のために使用した。次いで、含浸させた担体を、空気中で５００℃２時間か焼した。反応器試験のための試料を成形するために、か焼した粉末を、固形分約３０％で脱イオン水中で分散し、このスラリー中で、アルミナ結合剤（触媒５％）を加えた。乾燥するまで、このスラリーを連続して撹拌した。乾燥した粉末をさらに空気中で４５０℃２時間か焼し、次いで、破砕し、ふるいにかけて、２５０〜５００μｍに分級した。反応器試験の前に、ふるいにかけた分画は、空気中で１０％の水蒸気を用いて７５０℃２０時間で熟成した。
【０１５３】
方法２（Ｐｔ／Ｐｄ触媒）：
Ｐｔ／Ｐｄ二金属触媒に関して、Ｐｄ硝酸塩溶液が、１００％の初期湿式を達成するように担体粉末にまず含浸させた。このＰｄに含浸させた粉末は、Ｐｔ含浸の前に１００℃で乾燥した。次いで、方法１と同様の方法を使用して、ＰｔをこのＰｄ／担体粉末に含浸させ１００℃で乾燥した。次いで、Ｐｔ／Ｐｄ粉末を空気中で４５０℃２時間か焼した。試料の成形方法および熟成条件は方法１に記載したのと同じである。
【０１５４】
方法３（ＴｉＯ２−ＺｒＯ２上のＰＧＭ）：
この方法は方法１と同じである。しかし、担体材料は、Ｍａｃｈｉｄａらによって記載された手順に従って実験室で製造した［Ｍ．Ｍａｃｈｉｄａ，Ｓ．Ｉｋｅｄａ，Ｄ．ＫｕｒｏｇｉおよびＴ．Ｋｉｊｉｍａ，Ａｐｐｌ．Ｃａｔａｌ．Ｂ  ３５（２００１）１０７−１１６］。ＴｉＯ２−ＺｒＯ２（１：１）は、Ｔｉ（ＯＰｒ）４およびＺｒＯ（ＮＯ３）２混合物をＮＨ４ＯＨ溶液を用いて共沈させることにより製造した。次いで、沈殿した溶液を蒸発乾固させた。結果として得られた固体生成物を空気中４５０℃でか焼した。試料を成形する方法および熟成条件は方法１に記載したのと同じである。
【０１５５】
方法４：（ＭｇＯ−ＣｅＯ２上のＰＧＭ）
方法は方法１と同じである。しかし、担体材料は、Ｃｏｓｔａらによって記載された手順に従って実験室で製造した［Ｃ．Ｎ．Ｃｏｓｔａ，Ｐ．Ｇ．Ｓａｖｖａ，Ｊ．Ｌ．Ｆｉｅｒｒｏ，Ａ．Ｍ．Ｅｆｓｔａｔｈｉｏｕ，Ａｐｐｌ．Ｃａｔａｌ．Ｂ  ７５（２００７）１４７−１５６．［２］欧州特許出願公開第２２６９７２９  Ａ１号］。ＭｇＯ−ＣｅＯ２担体（１：１）は、前駆体としてＭｇ（ＥｔＯ）２およびＣｅ（ＮＯ３）３を使用して、ゾルゲル方法によって製造した。結果として得られた固体を空気中で６００℃４時間か焼した。ＰｔおよびＰｄの含浸は、方法１に記載したのと同じ方法を使用して遂行した。試料を成形する方法および熟成条件は方法１に記載したのと同じである。
【０１５６】
方法５（硫酸化ＭｇＯ−ＣｅＯ２上のＰＧＭ）：
硫酸化処理をＰＧＭ含浸の前に遂行した以外は方法４と同じである。ＭｇＯ−ＣｅＯ２担体を２０ｐｐｍのＳＯ２／空気を用いて３００℃２０時間処理した。試料を成形する方法および熟成条件は方法１に記載したのと同じである。
【０１５７】
方法６（ＷＯ３／ＺｒＯ２上のＰＧＭ）：
担体材料、ＷＯ３／ＺｒＯ２（１０％のＷＯ３）は、初期湿式技法を使用して、市販のＺｒＯ２担体上に（ＮＨ４）６Ｈ２Ｗ１２Ｏ４１溶液を含浸させることにより、実験室で製造した。結果として得られた粉末を空気中で１１０℃２時間終夜乾燥し、ＰｔまたはＰｄを含浸させる前に５００℃で２時間か焼した。試料を成形する方法および熟成条件は方法１に記載したのと同じである。
【０１５８】
方法７（Ｐｄ／（Ａｌ２Ｏ３＋ＺＳＭ−５）＋ＴｉＯ２）：
Ｐｄ／（Ａｌ２Ｏ３＋ＺＳＭ−５）＋ＴｉＯ２触媒は、方法１に記載した手順を使用して、Ａｌ２Ｏ３およびＺＳＭ−５ゼオライト（質量で３：１）の混合物にＰｄ硝酸塩を含浸させることにより製造した。このＰｄ／（Ａｌ２Ｏ３＋ＺＳＭ５）材料に、ＴｉＯ２（２０質量％のＴｉＯ２）を加えた。混合物を空気中で５００℃２時間か焼した。試料を成形する方法および熟成条件は方法１に記載したのと同じである。
【０１５９】
反応器試験条件
Ｈ２−ＳＣＲ反応を、１回の試験運転で４８の試料を試験することができる高生産性反応器を用いて試験した。活性は一定温度、１００、１２５、１５０、１７５および２００、２５０および３５０℃で測定した。各実行に関して、５０Ｌ／分の流速で０．２ｇの試料を使用し、これは、２ｇ／ｉｎ３のウォッシュコート装填率を有する３０，０００ｈ−１のモノリスＧＨＳＶに相当する。いくつかの反応供給材料を活性測定のために使用した。供給材料の記載において下記に記す百分率は体積による。
【０１６０】
供給材料１：２００ｐｐｍのＮＯ、５％のＯ２、５％のＨ２Ｏ、Ｈ２可変および残部Ｎ２。Ｈ２濃度：０．２、０．４、０．６、０．８および１％。
【０１６１】
供給材料２：５００ｐｐｍのＣＯ、２００ｐｐｍのＮＯ、５％のＯ２、５％のＨ２Ｏ、１％のＨ２および残部Ｎ２。
【０１６２】
供給材料３：１００ｐｐｍのＣ３Ｈ６、２００ｐｐｍのＮＯ、５％のＯ２、５％のＨ２Ｏ、１％のＨ２および残部Ｎ２。
【０１６３】
［実施例１］
１−１から１−３７
一連の単一金属触媒は上記の試料製造方法を使用して製造した。これらの触媒は１−１から１−３７と明示し、下記表１に示し、金属装填率、担体、添加剤の存在、試料製造方法をその中に書き留めた。
【０１６４】
【表１】
2020501060.tif 000003
【０１６５】
［実施例２］
２−１から２−４７
さらなる一連の単一金属触媒および二金属触媒を上記の試料製造方法を使用して製造した。これらの触媒は２−１から２−４７と明示し、金属装填率および担体を含む、下記表２に示した。表２中の単一金属触媒はすべて上記方法１を使用して製造し、表２中の二の金属触媒はすべて上記方法２を使用して製造した。
【０１６６】
【表２】
2020501060.tif 000004
【０１６７】
下記表３は、供給材料ガス中で０．４％のＨ２を用いて１２５℃で試験した、単一金属触媒１−１から１−３７のＮＯｘ変換率およびＮ２収率（Ｎ２に転換したＮＯｘ）を要約する。一般に、Ｐｔ触媒は、対応するＰｄ触媒より活性である（より高いＮＯｘ変換率）。しかし、Ｐｔ触媒はまた、通常、Ｎ２Ｏ（副生物）を多く生成する。最も高いＮ２収率の上位１０の触媒は、Ｐｔ／ＨＹ＞Ｐｄ／ＨＣＨＡ〜Ｐｔ／ＨＺＳＭ−５〜Ｐｔ／ＺｒＯ２＞Ｐｔ／ＨＣＨＡ＞Ｐｔ／ＴｉＯ２−ＺｒＯ２＞Ｐｄ／ＭｇＯ＞Ｐｔ／ＴｉＯ２〜Ｐｄ／ＴｉＯ２＞Ｐｄ／Ｈ−ベータである。
【０１６８】
【表３】
2020501060.tif 000005
【０１６９】
下記表４は、供給材料中で１％のＨ２を用いて様々な温度で試験した、触媒１−１から１−３７のＮＯｘ変換率を示す。ほとんどの触媒についての活性は、Ｈ２濃度を上げると著しく高まる。１００℃ででさえ、ほとんどの触媒は９０％を超えるＮＯｘ変換率を示す。最低の活性は、ＣｅＯ２含有材料に担持されたＲｈ、ＲｕおよびＩｒ触媒、ならびにＰｔおよびＰｄ触媒について見られた。
【０１７０】
【表４】
2020501060.tif 000006
【０１７１】
下記表５は、０．４％のＨ２を用いて１２５℃で触媒２−１から２−４７についてＮＯｘ変換率およびＮ２収率を示す。一般に、Ｐｔ／Ｐｄ触媒はＮＯｘ変換率においてＰｔ触媒のように振る舞い、Ｐｔ／Ｐｄ比にはあまり依存しない。しかし、Ｎ２収率は、種々の担体のＰｔ／Ｐｄ比の違いによって最適化される。例えば、Ｈ−Ｙ担持触媒に関して、最高のＮ２収率（７０％）はＰｔ／Ｐｄ＝８：１で見られたが、ＷＯ３／ＴｉＯ２担持触媒では、Ｐｔ／Ｐｄ＝４：１で最高のＮ２収率（７３％）を示した。ほとんどのＰｔ／Ｐｄ触媒は、対応するＰｄ触媒よりはるかに高いＮ２収率を示す。
【０１７２】
【表５】
2020501060.tif 000007
【０１７３】
下記表６は、供給材料中１％のＨ２を用いて様々な温度で試験した、触媒２−１から２−４７についてＮＯｘ変換率を示す。ほとんどの触媒の活性は、Ｈ２濃度を上げると著しく高まる。１００℃ででさえ、ほとんどの触媒は９０％を超えるＮＯｘ変換率を示す。最低の活性はＭｇＯ担持触媒について見られた。
【０１７４】
【表６】
2020501060.tif 000008
【０１７５】
図４−１３は、上記の触媒試料のいくつかについて、ある試験データを提供する。各図において、試料ＩＤ番号を、図に示す各触媒試料に用いている。図４は、供給材料条件およびＰｔ／Ｐｄ比の関数として１％のＨ２で１２５℃でＨ−Ｙ担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒でのＮＯｘ変換率を示す。この図は、ＮＯｘ変換率に対するＣＯ添加およびＣ３Ｈ６添加の影響を示す。供給材料１（ＣＯ無し、ＨＣ無し）に対して、ＮＯｘ変換率はすべての触媒について非常に大きい（＞９０％）。５００ｐｐｍのＣＯを加えるとＮＯｘ変換率は著しく低下し、減少の程度は、Ｐｔ／Ｐｄ＝２：１までＰｔ含量に直線的に比例する。他方、１００ｐｐｍのＣ３Ｈ６の添加は、すべてのＰｔおよびＰｔ／Ｐｄ触媒についてＮＯｘ変換率の減少は最小（ＮＯｘ変換率＞９０％）であるが、しかしＰｄ触媒（変換率＝３０％）については劇的に減少することを示す。
【０１７６】
図５は、供給材料１を用いて反応温度の関数として、Ｈ−Ｙ担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒でのＮＯｘ変換率を示す。図６は、供給材料２を用いて反応温度の関数として、Ｈ−Ｙ担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒でのＮＯｘ変換率を示す。図７は、供給材料３を用いて反応温度の関数としてＨ−Ｙ担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒でのＮＯｘ変換率を示す。
【０１７７】
図８は、供給材料条件およびＰｔ／Ｐｄ比の関数として、１％のＨ２で１２５℃でＷＯ３／ＴｉＯ２担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒でのＮＯｘ変換率を示す。供給材料１（ＣＯ無し、ＨＣ無し）に対して、ＮＯｘ変換率はすべて８７％を超える。５００ｐｐｍのＣＯを加えると、すべてのＰｔ／Ｐｄ触媒についてＮＯｘ変換率が著しく低下するが、しかし、減少はＰｄ触媒については少ない。他方、１００ｐｐｍのＣ３Ｈ６を添加すると、すべての触媒についてＮＯｘ変換率で最小の減少を示す。
【０１７８】
図９は、供給材料１を用いて反応温度の関数としてＷＯ３／ＴｉＯ２担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒でのＮＯｘ変換率を示す。図１０は、供給材料２を用いて反応温度の関数としてＷＯ３／ＴｉＯ２担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒でのＮＯｘ変換率を示す。図１１は、供給材料３を用いて反応温度の関数としてＷＯ３／ＴｉＯ２担持Ｐｔ／Ｐｄ触媒でのＮＯｘ変換率を示す。
【０１７９】
図１２は、幾つかの触媒族で１５０℃でのＮＯｘ変換率に対するＣＯの影響を示す。図１３は、幾つかの触媒族で１５０℃でのＮＯｘ変換率に対するＣ３Ｈ６の影響を示す。
【０１８０】
ＣＯがＰｔ触媒により負の影響を及ぼし、Ｐｔ／Ｐｄ触媒およびＰｄ触媒にはそれほど大きい影響を及ぼさないことは明らかである。他方、ＨＣは、Ｐｔ触媒にそれほど大きい影響を及ぼさないが、Ｐｄ触媒にはより大きい影響を及ぼす。Ｐｄ／Ｈ−ＹはＣＯ含有供給材料を用いて試験した最も良好な触媒であるが、Ｐｔ／Ｈ−ＹおよびＰｔ／Ｈ−ＭＯＲがＣ３Ｈ６含有供給材料での最も活性な触媒である。
【０１８１】
本明細書において論じられる材料および方法を記載する文脈における（特に以下の特許請求の範囲の文脈で）、用語「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、および類似の指示物の使用は、本明細書において別途指示されるか、文脈により明らかに矛盾することがない限り、単数および複数の両方を対象とすると解釈されるべきである。本明細書の値の範囲の列挙は、指示がない限りその範囲に入る別の値それぞれを個々に参照する省略表現方法として機能することを単に意図しており、また別の値それぞれは、それが本明細書において、個々に列挙されたかのように、本明細書に組み入れられる。本明細書に記載されたすべての方法は、本明細書において、指示がない限り、またはそうでなければ文脈により明らかに否定されない限り、任意の好適な順番で実行できる。本明細書に提供される、ありとあらゆる実施例または例示の語法（例えば、「などの」）の使用は、単に材料および方法をより良好に解明することを意図しており、また他に特許請求していない限り、その範囲に限度を課すものではない。本明細書のいかなる語法も、いかなる非請求の要素も材料および方法の実施に必須であると示すものと解釈されるべきでない。
【０１８２】
「一実施形態」、「ある実施形態」、「１種または複数の実施形態」または「実施形態」に対する本明細書の全体にわたる言及は、特定の特色、構造、材料、または実施形態に関連して記載された特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、「１つまたは複数の実施形態において」、「ある実施形態において」、「幾つかの実施形態において」、「一実施形態において」または「実施形態において」などの語句の、本明細書の全体にわたる様々な場所での出現は必ずしも本開示の同じ実施形態を指していない。さらに、特定の特色、構造、材料または特性は、１つまたは複数の実施形態における任意の適切な方式で組み合わせられてよい。
【０１８３】
本明細書の発明を具体的な実施形態に関して記載したが、これらの実施形態は、本発明の原理および適用の単なる例示に過ぎないことを理解されたい。本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明の方法および装置に種々の修正および変形をもたらし得ることは当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明は、添付の請求範囲およびそれらの均等物の範囲内である修正および変形を含むことを意図し、上記実施形態は限定のためではなく例証の目的に提示される。
【図１】
2020501060.tif 000009
【図２】
2020501060.tif 000010
【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】
2020501060.tif 000015
【図８】
2020501060.tif 000016
【図９】
2020501060.tif 000017
【図１０】
2020501060.tif 000018
【図１１】
2020501060.tif 000019
【図１２】
2020501060.tif 000020
【図１３】
2020501060.tif 000021
【図１４Ａ】
2020501060.tif 000022
【図１４Ｂ】
2020501060.tif 000023
【図１５】
2020501060.tif 000024
【図１６】
2020501060.tif 000025
【国際調査報告】
2020501060.tif 000026
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