(57)【要約】  ここに開示されるのは、リーンＮＯｘトラップ触媒、及び内燃機関用の排出処理システムにおける使用である。リーンＮＯｘトラップ触媒は、第１の層、第２の層、及び第３の層を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーンＮＯｘトラップ触媒であって、
ｉ）１つ又は複数の白金族金属、第１のセリア含有材料及び第１の無機酸化物を含む、第１の層、
ｉｉ）１つ又は複数の貴金属、第２のセリア含有材料及び第２の無機酸化物を含む、第２の層、並びに
ｉｉｉ）還元活性を有する１つ又は複数の貴金属と、第３の無機酸化物とを含む、第３の層
を含み、
第１のセリア含有材料又は第１の無機酸化物が、希土類ドーパントを含む、リーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２】
希土類ドーパントが、スカンジウム、イットリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、又はこれらの金属酸化物のうち１つ又は複数を含む、請求項１に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３】
希土類ドーパントが、ランタン、ネオジム、又はこれらの金属酸化物を含む、請求項１又は２に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項４】
希土類ドーパントが、ランタンを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項５】
第１の層における１つ又は複数の白金族金属の合計ローディングが、第２の層における１つ又は複数の貴金属の合計ローディングよりも低い、請求項１から４のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項６】
第２の層における１つ又は複数の貴金属の合計ローディングの、第１の層における１つ又は複数の白金属金属の合計ローディングに対する比が、ｗ／ｗ基準で少なくとも２：１である、請求項１から５のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項７】
第１のセリア含有材料の合計ローディングが、第２のセリア含有材料の合計ローディングよりも大きい、請求項１から６のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項８】
第１のセリア含有材料の合計ローディングの比が、第２のセリア含有材料の合計ローディングよりも大きく、ｗ／ｗ基準で少なくとも２：１である、請求項１から７のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項９】
１つ又は複数の白金族金属が、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物から成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リーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１０】
１つ又は複数の白金族金属が、白金とパラジウムとの混合物、又は白金とパラジウムとの合金である、請求項１から９のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１１】
１つ又は複数の白金族金属が、第１のセリア含有材料に担持されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１２】
第１のセリア含有材料が、酸化セリウム、セリア−ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ−セリア−ジルコニア混合酸化物から成る群から選択される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１３】
第１のセリア含有材料が、バルク状セリアを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１４】
第１の無機酸化物が、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、チタニア、ジルコニア、ニオビア、酸化タンタル、酸化モリブデン、酸化タングステン、及びこれらの混合酸化物又はこれらの複合酸化物から成る群から選択される、請求項１から１３のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１５】
第１の無機酸化物が、アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、請求項１から１４のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１６】
１つ又は複数の貴金属が、パラジウム、白金、ロジウム、銀、金、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１から１５のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１７】
１つ又は複数の貴金属が、白金とパラジウムとの混合物、又は白金とパラジウムとの合金である、請求項１から１６のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１８】
白金の、パラジウムに対する比が、ｗ／ｗ基準で２：１〜１０：１である、請求項１７に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１９】
白金の、パラジウムに対する比が、ｗ／ｗ基準で約５：１である、請求項１７又は１８に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２０】
１つ又は複数の貴金属が、第２のセリア含有材料に担持されている、請求項１から１９のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２１】
第２の無機酸化物が、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、チタニア、ジルコニア、ニオビア、酸化タンタル、酸化モリブデン、酸化タングステン、及びこれらの混合酸化物又はこれらの複合酸化物から成る群から選択される、請求項１から２０のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２２】
第２の無機酸化物が、アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、請求項１から２１のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２３】
第２の無機酸化物が、アルミナである、請求項１から２２のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２４】
第２のセリア含有材料が、酸化セリウム、セリア−ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ−セリア−ジルコニア混合酸化物から成る群から選択される、請求項１から２３のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２５】
第２のセリア含有材料が、バルク状セリアを含む、請求項１から２４のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２６】
還元活性を有する１つ又は複数の貴金属が、パラジウム、白金、ロジウム、銀、金、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１から２５のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２７】
還元活性を有する１つ又は複数の貴金属が、ロジウムと白金との混合物、又はロジウムと白金との合金である、請求項１から２６のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２８】
ロジウムの、白金に対する比が、ｗ／ｗ基準で１：２〜２：１である、請求項２７に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２９】
ロジウムの、白金に対する比が、ｗ／ｗ基準で約１：１である、請求項２７又は２８に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３０】
還元活性を有する１つ又は複数の貴金属が、第３の無機酸化物に担持されている、請求項１から２９のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３１】
第３の無機酸化物が、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、チタニア、ジルコニア、ニオビア、酸化タンタル、酸化モリブデン、酸化タングステン、及びこれらの混合酸化物又はこれらの複合酸化物から成る群から選択される、請求項１から３０のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３２】
第３の無機酸化物が、アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、請求項１から３１のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３３】
第３の無機酸化物が、セリアである、請求項１から３２のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３４】
軸長Ｌを有する金属基材又はセラミック基材をさらに含む、請求項１から３３のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３５】
基材が、フロースルーモノリス又はフィルターモノリスである、請求項３４に記載の触媒。
【請求項３６】
第１の層が、金属基材又はセラミック基材に直接、担持／配置されている、請求項３４又は３５に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３７】
第２の層が、第１の層に配置されている、請求項１から３６のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３８】
第３の層が、第２の層に配置されている、請求項１から３７のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３９】
第１の層、第２の層及び／又は第３の層が、基材の軸長Ｌの少なくとも６０％に配置されている、請求項１から３８のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項４０】
第１の層、第２の層及び／又は第３の層が、基材の軸長Ｌの少なくとも７０％に配置されている、請求項１から３９のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項４１】
第１の層、第２の層及び／又は第３の層が、基材の軸長Ｌの少なくとも８０％に配置されている、請求項１から４０のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項４２】
第１の層、第２の層及び／又は第３の層が、フロースルー基材又はフィルター基材を形成するために押出成形されている、請求項１から３３のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項４３】
請求項１から４２のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒を含む、燃焼排ガスの流れを処理するための排出処理システム。
【請求項４４】
内燃機関がディーゼルエンジンである、請求項４３に記載の排出処理システム。
【請求項４５】
選択的触媒還元触媒システム、パティキュレートフィルタ、選択的触媒還元フィルタシステム、受動的ＮＯｘ吸着材、三元触媒系、又はこれらの組み合わせをさらに含む、請求項４３又は４４に記載の排出処理システム。
【請求項４６】
内燃機関からの排ガスを処理する方法であって、排ガスを、請求項１から４２のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒と、又は請求項４３から４５のいずれか一項に記載の排出処理システムと接触させることを含む、方法。
【請求項４７】
排ガスが、約１５０〜３００℃の温度である、請求項４６に記載の内燃機関からの排ガスを処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーンＮＯｘトラップ触媒、内燃機関からの排ガスを処理する方法、及びリーンＮＯｘトラップ触媒を含む、内燃機関用の排出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、政府の法規制の対象である窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素、及び未燃焼炭化水素を含む多種多様な汚染物質を含有する排ガスを発生させる。国家及び地方での厳しい法律によってますます、上記ディーゼル又はガソリンエンジンから放出され得る汚染物質の量は、低減してきている。排出制御システムは、大気に排出されるこれらの汚染物質の量を低減するために広範に利用されており、典型的には、排出制御システムがその運転温度（典型的には２００℃以上）に到達すると、非常に高い効率を実現する。しかし、前記システムは、その運転温度未満（「コールドスタート」期間）で相対的に効率が悪い。
【０００３】
排ガスを清浄化するために利用される排ガス処理成分の１つが、ＮＯｘ吸着触媒（又は「ＮＯｘトラップ」）である。ＮＯＸ吸着触媒は、ＮＯＸをリーン排気条件下で吸着し、吸着したＮＯＸをリッチ条件下で放出し、かつ放出されたＮＯＸを還元してＮ２を生成するデバイスである。ＮＯＸ吸着触媒は通常、ＮＯＸ吸蔵のためのＮＯＸ吸着剤と酸化／還元触媒を含む。
【０００４】
ＮＯｘ吸着成分は通常、アルカリ土類金属、アルカリ金属、希土類金属、又はこれらの組合せである。これらの金属は、通常、酸化物の形態で見られる。酸化／還元触媒は、典型的に、１つ又は複数の貴金属、好ましくは白金、パラジウム、及び／又はロジウムである。白金は通常、酸化機能を実施するために含まれ、ロジウムは還元機能を実施するために含まれる。酸化／還元触媒及びＮＯｘ吸着剤は通常、排気システム内で使用するために担体物質（例えば無機酸化物）にローディングされる。
【０００５】
ＮＯｘ吸着触媒は、３つの機能を担っている。第１に、酸化窒素が酸化触媒の存在下で酸素と反応して、ＮＯ２が生成される。第２に、無機硝酸塩の形態のＮＯｘ吸着剤によって、ＮＯ２が吸着される（例えばＢａＯ又はＢａＣＯ３は、ＮＯｘ吸着剤でＢａ（ＮＯ３）２に変換される）。最後に、エンジンがリッチ条件下で稼働する場合、吸蔵された無機硝酸塩が分解されてＮＯ又はＮＯ２が生成され、これがその後、還元触媒の存在下で、一酸化炭素、水素、及び／又は炭化水素との反応によって（又は、ＮＨｘ若しくはＮＣＯ中間体を経由して）還元されてＮ２が生成される。通常、窒素酸化物は、熱の存在下では窒素、二酸化炭素及び水に、排気流内では一酸化炭素と炭化水素に、変換される。
【０００６】
ＰＣＴ国際出願ＷＯ２００４／０７６８２９は、ＳＣＲ触媒の上流に配置されたＮＯｘ吸蔵触媒を含む、排ガス浄化システムを開示している。ＮＯｘ吸蔵触媒は、少なくとも１つのアルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属を含み、これらの金属は、少なくとも１つの白金族金属（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、又はＩｒ）でコーティング又は活性化されている。特に好ましいＮＯｘ吸蔵触媒は、白金でコーティングされた酸化セリウムと、それに加えて、酸化アルミニウムベースの担体上の酸化触媒としての白金とを含むことが、教示されている。ＥＰ  １０２７９１９は、多孔性担体材料（例えば、アルミナ、ゼオライト、ジルコニア、チタニア及び／又はランタナ）と、少なくとも０．１重量％の貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ及び／又はＲｈ）とを含むＮＯｘ吸着性材料を開示している。アルミナに担持された白金が例示されている。
【０００７】
さらに、米国特許第５，６５６，２４４号及び米国特許第５，８００，７９３号は、ＮＯｘ吸蔵／放出触媒と、三元触媒とを組み合わせるシステムを開示している。ＮＯｘ吸着材は、クロム、銅、ニッケル、マンガン、モリブデン又はコバルトの酸化物を、その他の金属に加えて含むこと（これらは、アルミナ、ムライト、コーディエライト又は二酸化ケイ素に担持されている）が、教示されている。
【０００８】
国際出願ＷＯ  ２００９／１５８４５３号は、ＮＯｘトラップ成分（例えばアルカリ土類金属元素）を含有する少なくとも１つの層と、セリアを含有するとともにアルカリ金属土類元素を実質的に含有しないもう１つの層とを含む、リーンＮＯｘトラップ触媒を開示している。この構成は、ＬＮＴの低温性能、例えば約２５０℃未満での性能を改善することが意図されている。
【０００９】
米国特許第２０１５／０３３６０８５号は、担体上の少なくとも２つの触媒活性コーティングから構成される窒素酸化物吸蔵触媒を開示している。下側のコーティングは、酸化セリウムと、白金及び／又はパラジウムとを含有する。下側のコーティングの上に配置された上側のコーティングは、アルカリ土類金属化合物、混合酸化物、及び白金及びパラジウムを含有する。窒素酸化物吸蔵触媒は、２００〜５００℃の温度でのリーン燃焼エンジン（例えばディーゼルエンジン）からの排ガスにおけるＮＯｘ変換に、特に適していると述べられている。
【００１０】
従来のＮＯｘトラップ触媒はしばしば、活性化された状態と失活した状態で、活性レベルが著しく異なっていた。これにより、触媒の寿命にわたって、また排ガス組成において短い期間での変化に応答して、触媒性能が一貫しなくなることがあり得る。このことは、エンジン較正にとって難題であり、触媒性能が変化する結果、より悪い排出特性につながり得る。
【００１１】
あらゆる自動車システム及びプロセスにおいて、排ガス処理システムにおける更なる改善を、なおも達成することが望ましい。我々は、ＮＯｘ吸蔵特性及びＮＯｘ変換特性が改善されているとともに、ＣＯ変換も改善されている、新規のＮＯｘ吸着触媒組成物を発見した。意外なことに、これらの改善した触媒特性は、活性状態及び失活状態の双方で観察されることが判明した。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の第１の態様では、
ｉ）１つ又は複数の白金族金属、第１のセリア含有材料及び第１の無機酸化物を含む、第１の層、
ｉｉ）１つ又は複数の貴金属、第２のセリア含有材料及び第２の無機酸化物を含む、第２の層、並びに
ｉｉｉ）還元活性を有する１つ又は複数の貴金属と、第３の無機酸化物とを含む、第３の層
を含むリーンＮＯｘトラップ触媒が提供され、
ここで第１のセリア含有材料又は第１の無機酸化物は、希土類ドーパントを含む。
【００１３】
本発明の第２の態様では、先に既定したリーンＮＯｘトラップ触媒を含む、燃焼排ガスの流れを処理するための排出処理システムが提供される。
【００１４】
本発明の第３の態様では、排ガスを、先に既定したリーンＮＯｘトラップ触媒と接触させることを含む、内燃機関からの排ガスを処理する方法が提供される。
【００１５】
定義
「ウォッシュコート」という用語は、この分野ではよく知られており、通常は触媒の製造中に基材に塗布される付着性コーティングを指す。
【００１６】
本明細書で用いられる頭字語「ＰＧＭ」とは、「白金族金属」をいう。「白金族金属」という用語は、一般的に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金から成る群から選択される金属、好ましくはルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、及び白金から成る群から選択される金属をいう。一般に、「ＰＧＭ」という用語は、好ましくは、ロジウム、白金、及びパラジウムからなる群より選択される金属のことをいう。
【００１７】
本明細書で「貴金属」という用語は一般的に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金及び金から成る群から選択される金属をいう。一般に、「貴金属」という用語は好ましくは、ロジウム、白金、パラジウム及び金からなる群から選択される金属をいう。
【００１８】
本明細書で使用する「還元活性を有する貴金属」という用語は、還元反応（例えば、ＮＯｘガスのＮＨ３又はＮ２への還元、又はＣＯ２若しくはＣＯの炭化水素への還元）において触媒活性であることが知られている、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金及び金から成る群から選択される金属をいう。一般に、「還元活性を有する貴金属」という用語は好ましくは、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、白金及びパラジウムからなる群より選択される金属をいう。
【００１９】
本明細書で用いられる「混合酸化物」という用語は、通常、当技術分野で従来から知られている、単一相における酸化物の混合物をいう。本明細書で用いられる「複合酸化物」という用語は、通常、当技術分野で従来から知られている、１つより多い相を有する酸化物の組成物をいう。
【００２０】
本明細書で使用する「希土類ドーパント」という用語は、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ランタン（Ｌａ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ネオジム（Ｎｄ）、プラセオジム（Ｐｒ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、スカンジウム（Ｓｃ）、テルビウム（Ｔｂ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びイットリウム（Ｙ）の塩、酸化物又はその他のあらゆる化合物（金属自体を含む）をいう。疑義が生じるのを避けるため、本明細書で使用する「希土類ドーパント」とは、ドーパントとしてのセリウム（Ｃｅ）を排除する。よって例えば、セリア含有材料が存在し、かつこのセリア含有材料がさらに希土類ドーパントを含む実施態様では、この希土類ドーパント自体は、セリウム（Ｃｅ）ではあり得ない。言い換えると、セリア含有材料が希土類ドーパントを含む実施態様では、希土類ドーパントが、先に列挙した希土類金属（又はその塩、酸化物若しくはその他の化合物）から選択されなければならない。この定義はまた、第１の無機酸化物（例えばアルミナ）におけるドーパントとしてのセリウム（Ｃｅ）の存在も、排除する。本明細書で使用するように、「ドーパント」という用語は、希土類が、材料の格子構造に存在し得ること、材料の表面に存在し得ること、若しくは材料内の細孔に存在し得ること、又はこれらのあらゆる組み合わせを意味する。
【００２１】
材料について本明細書で使用するように「実質的に含まない」という表現は、材料が、僅かな量、例えば≦５重量％、好ましくは≦２重量％、より好ましくは≦１重量％、存在し得ることを意味する。「〜を実質的に含まない」という表現は、「〜を含まない」という表現を包含する。
【００２２】
本明細書で用いる「ローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）」とは、金属重量を基準にしてｇ／ｆｔ３の単位での測定をいう。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒は、
ｉ）１つ又は複数の白金族金属、第１のセリア含有材料及び第１の無機酸化物を含む、第１の層、
ｉｉ）１つ又は複数の貴金属、第２の無機酸化物、及び第２のセリア含有材料を含む、第２の層、並びに
ｉｉｉ）還元活性を有する１つ又は複数の貴金属と、第３の無機酸化物とを含む、第３の層
を含み、
ここで第１のセリア含有材料又は第１の無機酸化物は、希土類ドーパントを含む。
【００２４】
１つ又は複数の白金族金属は好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物から成る群から選択される。特に好ましくは、１つ又は複数の白金族金属は、白金とパラジウムとの混合物、又は白金とパラジウムとの合金であり、好ましくは白金の、パラジウムに対する比が、ｗ／ｗ基準で２：１から１２：１、特に好ましくはｗ／ｗ基準で約５：１である。
【００２５】
リーンＮＯＸトラップ触媒は、好ましくは０．１から１０重量パーセントのＰＧＭ、より好ましくは０．５から５重量パーセントのＰＧＭ、最も好ましくは１から３重量パーセントのＰＧＭを含む。ＰＧＭは好ましくは、１〜１００ｇ／ｆｔ３、より好ましくは１０〜８０ｇ／ｆｔ３、最も好ましくは２０〜６０ｇ／ｆｔ３の量で存在する。
【００２６】
１つ又は複数の白金族金属は好ましくは、ロジウムを含まないか、又はロジウムから成らない。言い換えると、第１の層は好ましくは、ロジウムを実質的に含まない。
【００２７】
１つ又は複数の白金族金属は一般的に、第１のセリア含有材料と接触している。１つ又は複数の白金族金属は好ましくは、第１のセリア含有材料に担持されている。代替的に、又はさらに、１つ又は複数の白金族金属は、第１の無機酸化物に担持されている。
【００２８】
第１のセリア含有材料は好ましくは、酸化セリウム、セリア−ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ−セリア−ジルコニア混合酸化物から成る群から選択される。第１のセリア含有材料は好ましくは、バルク状セリアを含む。第１のセリア含有材料は、酸素吸蔵材料として機能し得る。或いは、又は代替的に、第１のセリア含有材料は、ＮＯｘ吸蔵材料として機能することができ、かつ／又は１つ又は複数の白金族金属のための担持材料として、機能することができる。
【００２９】
第１の無機酸化物は好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族及び第１４族の元素の酸化物である。第１の無機酸化物は好ましくは、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、チタニア、ジルコニア、ニオビア、酸化タンタル、酸化モリブデン、酸化タングステン、及びこれらの混合酸化物又はこれらの複合酸化物から成る群から選択される。特に好ましくは、第１の無機酸化物は、アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。１つの特に好ましい無機酸化物は、アルミナである。
【００３０】
第１の無機酸化物は、１つ又は複数の白金族金属のための、及び／又は第１のセリア含有材料のための、担持材料であり得る。
【００３１】
好ましい第１の無機酸化物は好ましくは、表面積が１０〜１５００ｍ２／ｇの範囲にあり、孔容積が０．１〜４ｍＬ／ｇの範囲にあり、かつ孔径が約１０〜１０００オングストロームである。表面積が８０ｍ２／ｇより大きい高表面積の無機酸化物が特に好ましく、これは例えば、高表面積のセリア又はアルミナである。その他の好ましい第１の無機酸化物には、マグネシア／アルミナ複合酸化物が含まれ、これは任意でさらに、セリウム含有成分（例えばセリア）を含む。このような場合にはセリアが、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面に、例えばコーティングとして存在し得る。
【００３２】
１つ又は複数の貴金属は好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、銀、金及びこれらの混合物から成る群から選択される。特に好ましくは、１つ又は複数の貴金属は、白金とパラジウムとの混合物、又は白金とパラジウムとの合金であり、好ましくは白金の、パラジウムに対する比が、ｗ／ｗ基準で２：１から１０：１、特に好ましくはｗ／ｗ基準で約５：１である。
【００３３】
１つ又は複数の貴金属は好ましくは、ロジウムを含まないか、又はロジウムから成らない。言い換えると、第２の層は好ましくは、ロジウムを実質的に含まない。よって幾つかの実施態様では、第１及び第２の層が好ましくは、ロジウムを実質的に含まない。ロジウムはその他の触媒金属（例えば白金、パラジウム、又はこれらの混合物及び／若しくは合金）の触媒活性に対して否定的な影響を与え得るので、このことは、有利であり得る。
【００３４】
１つ又は複数の貴金属は一般的に、第２のセリア含有材料と接触している。１つ又は複数の貴金属は好ましくは、第２のセリア含有材料に担持されている。第２のセリア含有材料と接触していることに加えて、又はこれに代えて、１つ又は複数の貴金属が、第２の無機酸化物と接触していてよい。
【００３５】
第２の無機酸化物は好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族及び第１４族の元素の酸化物である。第２の無機酸化物は好ましくは、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、チタニア、ジルコニア、ニオビア、酸化タンタル、酸化モリブデン、酸化タングステン、及びこれらの混合酸化物又はこれらの複合酸化物から成る群から選択される。特に好ましくは、第２の無機酸化物は、アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。１つの特に好ましい第２の無機酸化物は、アルミナ、例えばランタンがドープされたアルミナである。
【００３６】
第２の無機酸化物は、１つ又は複数の貴金属のための担持材料であり得る。
【００３７】
好ましい第２の無機酸化物は好ましくは、１０〜１５００ｍ２／ｇの範囲の表面積、０．１〜４ｍＬ／ｇの範囲の孔容積、及び約１０〜１０００オングストロームの孔径を有することが好ましい。表面積が８０ｍ２／ｇより大きい高表面積の無機酸化物が特に好ましく、これは例えば、高表面積のセリア又はアルミナである。その他の好ましい第２の無機酸化物には、マグネシア／アルミナ複合酸化物が含まれ、これは任意でさらに、セリウム含有成分（例えばセリア）を含む。このような場合にはセリアが、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面に、例えばコーティングとして存在し得る。
【００３８】
第２のセリア含有材料は好ましくは、酸化セリウム、セリア−ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ−セリア−ジルコニア混合酸化物から成る群から選択される。第２のセリア含有材料は好ましくは、バルク状セリアを含む。第２のセリア含有材料は、酸素吸蔵材料として機能し得る。或いは、又は代替的に、第２のセリア含有材料は、ＮＯｘ吸蔵材料として機能することができ、かつ／又は１つ又は複数の貴金属のための担持材料として、機能することができる。
【００３９】
第２の層は、酸化層として機能することができ、例えば炭化水素のＣＯ２及び／若しくはＣＯへの酸化に適した、並びに／又はＮＯのＮＯ２への酸化に適した、ディーゼル酸化触媒層として、機能することができる。
【００４０】
本発明による好ましいリーンＮＯｘトラップ触媒では、第１の層における１つ又は複数の白金族金属の合計ローディングが、第２の層における１つ又は複数の貴金属の合計ローディングよりも低い。このような触媒では好ましくは、第２の層における１つ又は複数の貴金属の合計ローディングの、第１の層における１つ又は複数の白金属金属の合計ローディングに対する比が、ｗ／ｗ基準で少なくとも２：１である。
【００４１】
本発明による幾つかのさらに好ましいリーンＮＯｘトラップ触媒では、第１のセリア含有材料の合計ローディングが、第２のセリア含有材料の合計ローディングよりも大きい。このような触媒では好ましくは、第１のセリア含有材料の合計ローディングの比が、第２のセリア含有材料の合計ローディングよりも、ｗ／ｗ基準で少なくとも２：１、好ましくはｗ／ｗ基準で少なくとも３：１、より好ましくはｗ／ｗ基準で少なくとも５：１、特に好ましくはｗ／ｗ基準で少なくとも７：１、大きい。
【００４２】
意外なことに、第１の層における１つ又は複数の白金族金属合計ローディングが、第２の層における１つ又は複数の貴金属の合計ローディングよりも低いリーンＮＯｘトラップ触媒、及び／又は第１のセリア含有材料の合計ローディングが、第２のセリア含有材料の合計ローディングよりも大きいリーンＮＯｘトラップ触媒は、改善された触媒性能を有することが判明した。このような触媒は、従来のリーンＮＯｘトラップ触媒と比べて、より多くのＮＯｘ吸蔵特性及びＣＯ酸化活性を示すことが判明した。
【００４３】
さらに意外なことに、セリア含有材料（例えばセリア）が第２の層に存在する本明細書に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒は、第２の層にセリア含有材料を含有しない同等の触媒に比して、改善された性能を有することが判明した。この知見は、第２の層内にセリア含有材料（例えばセリア）が存在することによって、セリアが逆反応を触媒することが予測されるため（すなわち、ＮＯ２を還元）、ＮＯのＮＯ２への酸化減少につながることが予測されるという点で、特に意想外である。しかしながら本発明者らは意外なことに、この予測に反して、本明細書に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒は、リーン条件下とリッチ条件下の双方で改善された性能を示すことを見出した。
【００４４】
理論に縛られることは望まないが、第１の層における１つ又は複数の白金族金属の相対的なローディングが、第２の層における１つ又は複数の貴金属の相対的なローディングよりも低い前述の配置構成により、及び／又は第１のセリア含有材料の（すなわち第１の層における）相対的なローディングが、第２のセリア含有材料の（すなわち第２の層における）相対的なローディングよりも大きい前述の配置構成により、リーンＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸蔵と、酸化機能とが、別個の層に分離されると考えられる。こうすることによって、酸化機能とＮＯｘ吸蔵機能が同じ層内に位置している同等の触媒よりも、分離された機能がそれぞれ個々に改善された性能を有する相乗効果が存在する。
【００４５】
還元活性を有する１つ又は複数の貴金属は好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、銀、金及びこれらの混合物から成る群から選択される。特に好ましくは、還元活性を有する１つ又は複数の貴金属は、ロジウムを含むか、ロジウムから実質的に成るか、又はロジウムから成る。還元活性を有する１つの特に好ましい貴金属は、ロジウムと白金との混合物又は合金であり、好ましくは、ロジウムの、白金に対する比が、ｗ／ｗ基準で１：２から２：１であり、特に好ましくは、ロジウムの、白金に対する比が、ｗ／ｗ基準で約１：１である。言い換えると、還元活性を有する１つの特に好ましい貴金属は、ロジウムと白金との１：１の混合物又は合金である。
【００４６】
還元活性を有する１つ又は複数の貴金属は一般的に、第３の無機酸化物と接触している。還元活性を有する１つ又は複数の貴金属は好ましくは、第３の無機酸化物に担持されている。
【００４７】
第３の無機酸化物は好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族及び第１４族の元素の酸化物である。第３の無機酸化物は、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、チタニア、ジルコニア、ニオビア、酸化タンタル、酸化モリブデン、酸化タングステン、及びこれらの混合酸化物又はこれらの複合酸化物から成る群から選択される。特に好ましくは、第３の無機酸化物は、アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。１つの特に好ましい第３の無機酸化物は、セリアである。
【００４８】
好ましい第３の無機酸化物は好ましくは、表面積が１０〜１５００ｍ２／ｇの範囲にあり、孔容積が０．１〜４ｍＬ／ｇの範囲にあり、かつ孔径が約１０〜１０００オングストロームである。表面積が８０ｍ２／ｇより大きい高表面積の無機酸化物が特に好ましく、これは例えば、高表面積のセリア又はアルミナである。その他の好ましい第３の無機酸化物には、マグネシア／アルミナ複合酸化物が含まれ、これは任意でさらに、セリウム含有成分（例えばセリア）を含む。このような場合にはセリアが、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面に、例えばコーティングとして存在し得る。
【００４９】
本発明の好ましいリーンＮＯｘトラップ触媒では、希土類ドーパントが、スカンジウム、イットリウム、ランタン、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、又はこれらの金属酸化物のうち１つ又は複数を含む。好ましい希土類ドーパントには、ランタン、ネオジム又はこれらの金属酸化物が含まれる。特に好ましい希土類ドーパントには、ランタンが含まれ、例えばランタンから実質的に成るか、又はランタンから成る。
【００５０】
本発明の好ましい触媒では、第１の層が、バリウムを実質的に含まない。特に好ましい触媒は、バリウムを実質的に含まないものであり、すなわち、第１の層、第２の層、第３の層、及びあらゆるさらなる層が、バリウムを実質的に含まない。特に好ましい第１の層、第２の層、第３の層、さらなる層、及びリーンＮＯｘトラップ触媒もまた、アルカリ金属、例えばカリウム（Ｋ）及びナトリウム（Ｎａ）を実質的に含まない。
【００５１】
よって、本発明の幾つかの触媒は、希土類ドーパントを含む第１のセリア含有材料又は第１の無機酸化物を含む、バリウム不含のＮＯｘトラップ触媒である。このような触媒では、希土類ドーパントを含む第１のセリア含有材料又は第１の無機酸化物が、ＮＯｘ吸蔵材料として機能し得る。
【００５２】
ＮＯｘ吸蔵材料として、バリウムを実質的に含まない、又はバリウムを含まない、本発明の触媒（例えばバリウム不含のリーンＮＯｘトラップ触媒）は、特に有利であり得る。このような触媒は、１８０、２００、２５０又は３００℃を超える温度で、好ましくは約３００℃を超える温度で、同等のバリウム含有触媒よりも、ＮＯｘの吸蔵が少ないからである。言い換えると、ＮＯｘ吸蔵材料として、バリウムを実質的に含まない又はバリウムを含まない、本発明の触媒は、１８０、２００、２５０又は３００℃を超える温度で、好ましくは約３００℃を超える温度で、同等のバリウム含有触媒よりも、改善されたＮＯｘ放出特性を有する。このような触媒はまた、同等のバリウム含有触媒に比べて、改善された硫黄許容性を有することができる。この文脈において、「改善された硫黄許容性」とは、バリウムを実質的に含まない本発明の触媒が、同等のバリウム含有触媒に比べて、硫黄に対してより耐性であるか、若しくは低温で熱により脱硫可能であるか、又はこれら両方であることを意味する。
【００５３】
本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒はさらに、当業者に知られた成分を含むことができる。例えば、本発明の組成物はさらに、少なくとも１つのバインダ及び／又は少なくとも１つの界面活性剤を含むことができる。バインダが存在する場合、分散可能なアルミナバインダが好ましい。
【００５４】
本発明によるリーンＮＯｘトラップ触媒は、好ましくはさらに、軸長Ｌを有する金属基材又はセラミック基材を備えることができる。基材は好ましくは、フロースルーモノリス又はフィルターモノリスであるが、フロースルーモノリス基材であるのが好ましい。
【００５５】
フロースルーモノリス基材は、第１の端面及び第２の端面の間の縦方向を規定する、第１の端面及び第２の端面を有する。フロースルーモノリス基材は、第１の端面及び第２の端面の間に延びる複数のチャネルを有する。複数のチャネルは、長手方向に延び、複数の内部表面（例えば各チャネルを規定する壁表面）をもたらす。複数のチャネルはそれぞれ、第１の端面における開口部と、第２の端面における開口部とを有する。疑義が生じるのを避けるため、フロースルーモノリス基材は、ウォールフローフィルタではない。
【００５６】
第１の端面は通常、基材の入口端部にあり、第２の端面は、基材の出口端部にある。
【００５７】
チャネルは、一定の幅であってもよく、各複数のチャネルは、均一なチャネル幅を有してもよい。
【００５８】
好ましくは、縦方向に直交する平面内で、モノリス基材は１平方インチ当たり１００から５００チャネル、好ましくは２００から４００チャネルを有する。例えば、第１の端面上で、開口第１チャネル及び閉鎖第２チャネルの密度は、１平方インチ当たり２００から４００チャネルである。チャネルは、長方形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形、又はその他多角形の断面を有しうる。
【００５９】
モノリス基材はまた、触媒材料を保持するための担体としても機能する。モノリス基材を形成するのに適した材料には、セラミック様の材料、例えば、コーディエライト、炭化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ−シリカ−マグネシア若しくはケイ酸ジルコニウム、又は多孔質の耐火性金属が含まれる。多孔質モノリス基材の製造におけるそのような材料及びそれらの使用は、この分野でよく知られている。
【００６０】
本明細書で記載するフロースルーモノリス基材は、単一の構成要素（すなわち単一のブリック）であることに留意すべきである。とはいえ、排出処理システムを形成するとき、使用されるモノリスは、複数のチャネルを一緒に付着させることによって、又は本明細書に記載されるように複数の小さなモノリスを一緒に付着させることによって形成することができる。そのような技術は、この分野においてよく知られており、排出処理システムの適切なケーシング及び構成も同様である。
【００６１】
ＮＯｘトラップ触媒がセラミック基材を含む実施態様において、セラミック基材は、あらゆる適切な耐火性材料から作製されていてよく、この耐火性材料は例えば、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、ケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸塩及びメタロアルミノケイ酸塩（例えばコーディエライト及びスポジュメン）、又はこれらのいずれか２つ以上の混合物若しくは混合酸化物である。コーディエライト、マグネシウムアルミノシリケート及び炭化ケイ素が特に好ましい。
【００６２】
リーンＮＯｘトラップ触媒が金属基材を含む実施態様において、金属基材モノリスは、あらゆる適切な金属、特に耐熱性の金属及び金属合金で作製することができ、これは例えば、チタン及びステンレス鋼、並びに、鉄、ニッケル、クロム及び／又はアルミニウムを、その他の微量金属に加えて含有するフェライト合金である。
【００６３】
本発明のリーンＮＯＸトラップ触媒は、あらゆる好適な手段によって調製することができる。例えば、第１の層は、１つ又は複数の白金族金属と、第１のセリア含有材料と、第１の無機酸化物とをあらゆる順序で混合することによって調製できる。添加のやり方及び順序は、特に重要ではないと考えられる。例えば、第１の層の各成分は、その他の１つ又は複数のあらゆる成分に同時に添加することができるか、又はあらゆる順序で連続的に添加することができる。第１の層の各成分は、第１の層のその他のあらゆる成分に、含浸、吸着、イオン交換、インシピエントウェットネス若しくは析出などによって、又はこの分野で一般的に知られたあらゆるその他の手段によって、添加することができる。
【００６４】
第２の層は、１つ又は複数の貴金属と、第２のセリア含有材料と、第２の無機酸化物とをあらゆる順序で混合することによって調製できる。添加のやり方及び順序は、特に重要ではないと考えられる。例えば、第２の層の各成分は、その他のあらゆる１つ又は複数の成分に同時に添加することができるか、又はあらゆる順序で連続して添加することができる。第２の層の各成分は、第２の層のその他のあらゆる成分に、含浸、吸着、イオン交換、インシピエントウェットネス若しくは析出などによって、又はこの分野で一般的に知られたあらゆるその他の手段によって、添加することができる。
【００６５】
第３の層は、還元活性を有する１つ又は複数の貴金属と、第３の無機酸化物とを混合することによって、調製できる。添加のやり方及び順序は、特に重要ではないと考えられる。例えば、第３の層の各成分は、その他のあらゆる１つ又は複数の成分に同時に添加することができるか、又はあらゆる順序で連続して添加することができる。第３の層の各成分は、第３の層のその他のあらゆる成分に、含浸、吸着、イオン交換、インシピエントウェットネス若しくは析出などによって、又はこの分野で一般的に知られたあらゆるその他の手段によって、添加することができる。
【００６６】
本明細書に記載するリーンＮＯｘトラップ触媒は好ましくは、リーンＮＯｘトラップ触媒をウォッシュコート手順により基材上に配置することによって、調製される。ウォッシュコート手順を用いてリーンＮＯｘトラップ触媒を調製する代表的な方法が、以下に開示される。下記のプロセスは、本発明の種々の実施態様に従って変更可能であることが理解されよう。
【００６７】
ウォッシュコートは、適切な溶媒中、好ましくは水中で、先に既定したリーンＮＯｘトラップ触媒の成分の微細に分割された粒子をまずスラリー化し、スラリーを形成することによって行うのが好ましい。スラリーは、５から７０重量パーセントの固体を含むことが好ましく、より好ましくは１０から５０重量パーセントの固体を含む。好ましくは、スラリーを形成する前に、実質的に全ての固体粒子が平均直径で２０ミクロン未満の粒径を有することを確実にするために、粒子をミリングするか、又は別の粉砕プロセスに供する。さらなる成分、例えば安定剤、バインダ、界面活性剤、又は促進剤も、水溶性又は水分散性の化合物又は錯体の混合物として、スラリー内に組み込むことができる。
【００６８】
基材は、リーンＮＯＸトラップ触媒の望ましいローディングが基材に配置されるように、スラリーで一回又は複数回、コーティングすることができる。
【００６９】
第１の層は好ましくは、金属基材又はセラミック基材に直接、担持／配置される。「直接」とは、第１の層と、金属基材若しくはセラミック基材との間に介在する層、又はこれらの間に存在する下層が無いことを意味する。
【００７０】
第２の層は好ましくは、第１の層上に配置される。第２の層は特に好ましくは、第１の層上に直接、配置される。「直接」とは、第２の層と第１の層との間に介在する層又はこれらの間に存在する下層が無いことを意味する。
【００７１】
第３の層は好ましくは、第２の層上に配置される。第３の層は特に好ましくは、第２の層上に直接、配置される。「直接」とは、第３の層と第２の層との間に介在する層又はこれらの間に存在する下層が無いことを意味する。
【００７２】
よって、本発明による好ましいリーンＮＯｘトラップでは、第１の層が金属基材又はセラミック基材に直接、配置されており、第２の層が、第１の層に配置されており、第３の層が、第２の層に配置されている。このようなリーンＮＯｘトラップ触媒は、３層のリーンＮＯｘトラップであると考えることができる。
【００７３】
第１の層、第２の層、及び／又は第３の層は好ましくは、基材の軸長Ｌの少なくとも６０％、より好ましくは基材の軸長Ｌの少なくとも７０％、特に好ましくは基材の軸長Ｌの少なくとも８０％に、配置されている。
【００７４】
特に好ましい本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒では、第１の層及び第２の層は、基材の軸長Ｌの少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９５％に配置されている。本発明による幾つかの好ましいリーンＮＯｘトラップ触媒では、第３の層が、基材の軸長Ｌの１００％未満に配置されており、例えば第３の層は、基材の軸長Ｌの８０〜９５％、例えば基材の軸長Ｌの８０％、８５％、９０％、又は９５％に配置されている。よって、本発明による幾つかの特に好ましいリーンＮＯｘトラップ触媒では、第１の層及び第２の層が、基材の軸長Ｌの少なくとも９５％に配置されており、第３の層が、基材の軸長Ｌの８０〜９５％、例えば基材の軸長Ｌの８０％、８５％、９０％、又は９５％に配置されている。
【００７５】
リーンＮＯｘトラップ触媒は好ましくは、基材と、該基材上の少なくとも１つの層とを含む。少なくとも１つの層は好ましくは、先に記載した第１の層を含む。これは、上述のウォッシュコート手順によって製造できる。１つ又は複数のさらなる層を、ＮＯｘ吸蔵触媒組成物の１つの層（例えば前述の第２の層、及び前述の第３の層）に添加することができるが、これに限られない。
【００７６】
１つ又は複数のさらなる層が、前述の第１の層、第２の層及び第３の層に加えて存在する実施態様では、１つ又は複数のさらなる層は、前述の第１の層、第２の層及び第３の層とは異なる組成を有する。
【００７７】
１つ又は複数のさらなる層は、１つのゾーン又は複数のゾーン（例えば２つ以上のゾーン）を有することができる。１つ又は複数のさらなる層が複数のゾーンを有する場合、これらのゾーンは好ましくは、長手方向のゾーンである。複数のゾーン、又は個々のゾーンはそれぞれ、勾配として存在していてよい。すなわち、１つのゾーンは、その全長に沿って均一な厚さではなく、勾配を形成していてよい。或いは、１つのゾーンは、その全長に沿って均一な厚さであり得る。
【００７８】
幾つかの好ましい実施態様では、１つのさらなる層、すなわち第１のさらなる層が存在する。
【００７９】
通常、第１のさらなる層は、白金族金属（ＰＧＭ）（以下では、「第２の白金族金属」という）を含む。第１のさらなる層が、第２の白金族金属（ＰＧＭ）を、唯一の白金族金属として含む（すなわち、先に特定した以外のＰＧＭは、触媒材料に存在しない）ことが、一般的には好ましい。
【００８０】
第２のＰＧＭは、白金、パラジウム、及び白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）との組み合わせ又は混合物からなる群より選択される。白金族金属は好ましくは、パラジウム（Ｐｄ）、及び白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）との組み合わせ又は混合物からなる群より選択される。白金族金属はより好ましくは、白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）との組み合わせ又は混合物からなる群より選択される。
【００８１】
第１のさらなる層は、一酸化炭素（ＣＯ）及び／又は炭化水素（ＨＣ）を酸化するためのものである（すなわち、このために調合されている）ことが、一般的に好ましい。
【００８２】
第１のさらなる層は好ましくは、パラジウム（Ｐｄ）及び任意で白金（Ｐｔ）を、１：０（例えばＰｄのみ）から１：４の重量比で含む（これは、Ｐｔ：Ｐｄの重量比が４：１から０：１であることに相当する）。より好ましくは、第２の層は、白金（Ｐｔ）及びパラジウム（Ｐｄ）を、＜４：１の重量比、例えば≦３．５：１の重量比で含む。
【００８３】
白金族金属が、白金とパラジウムとの組み合わせ又は混合物である場合、第１のさらなる層は、白金（Ｐｔ）及びパラジウム（Ｐｄ）を、５：１から３．５：１、好ましくは２．５：１から１：２．５、より好ましくは１：１から２：１の重量比で含む。
【００８４】
第１のさらなる層は通常、担持材料（以下では「第２の担持材料という」）をさらに含む。一般的には第２のＰＧＭが、第２の担持材料に配置又は担持される。
【００８５】
第２の担持材料は好ましくは、耐火性酸化物である。耐火性酸化物が、アルミナ、シリカ、セリア、シリカ−アルミナ、セリア−アルミナ、セリア−ジルコニア、及びアルミナ−酸化マグネシウムからなる群から選択されることが好ましい。より好ましくは、耐火性酸化物は、アルミナ、セリア、シリカ−アルミナ、及びセリア−ジルコニアからなる群から選択される。さらにより好ましくは、耐火性酸化物は、アルミナ又はシリカ−アルミナであり、特にシリカ−アルミナである。
【００８６】
特に好ましい第１のさらなる層は、シリカアルミナ担体、白金、パラジウム、バリウム、モレキュラーシーブ、及びアルミナ担体上の白金族金属（ＰＧＭ）、例えば希土類安定化されたアルミナを含む。特に好ましくは、この第１のさらなる層は、シリカアルミナ担体、白金、パラジウム、バリウム、モレキュラーシーブを含む第１のゾーンと、アルミナ担体上の白金族金属（ＰＧＭ）、例えば希土類安定化されたアルミナを含む第２のゾーンとを含む。この好ましい第１のさらなる層は、酸化触媒（例えばディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ））としての活性を有することができる。
【００８７】
さらに好ましい第１のさらなる層は、アルミナ上の白金族金属を含むか、又は実質的にこれから成る。この好ましい第２の層は、酸化触媒（例えばＮＯ２マーカー触媒）としての活性を有することができる。
【００８８】
さらに好ましい第１のさらなる層は、白金族金属、ロジウム、及びセリウム含有成分を含む。
【００８９】
別の好ましい実施態様では、前述の好ましい第１のさらなる層のうち１つより多くが、リーンＮＯｘトラップ触媒に加えて、存在している。このような実施態様では、１つ又は複数のさらなる層が、あらゆる構成で存在していてよく、これにはゾーン化された構成が含まれる。
【００９０】
第１のさらなる層は好ましくは、リーンＮＯｘトラップ触媒に配置又は担持されている。
【００９１】
第１のさらなる層は、さらに、又は代替的に、基材に（例えば、フロースルーモノリス基材の複数の内部表面に）配置又は担持されていてよい。
【００９２】
第１のさらなる層は、基材若しくはリーンＮＯｘトラップ触媒の全長に、配置又は担持されていてよい。或いは、第１のさらなる層は、基材又はリーンＮＯｘトラップ触媒に部分的に、例えば５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％又は９５％、配置又は担持されていてよい。
【００９３】
或いは、第１の層、第２の層、及び／又は第３の層を押出成形して、フロースルーモノリス基材又はフィルターモノリス基材を形成することができる。このような場合、リーンＮＯｘトラップ触媒は、前述の第１の層、第２の層及び／又は第３の層を含む、押出成形されたリーンＮＯｘトラップ触媒である。
【００９４】
本発明のさらなる態様は、先に既定したリーンＮＯｘトラップ触媒を含む、燃焼排ガスの流れを処理するための排出処理システムである。好ましいシステムでは、内燃機関が、ディーゼルエンジンであり、好ましくは軽量（light duty）ディーゼルエンジンである。リーンＮＯｘトラップ触媒は、閉鎖結合された位置、又は床下位置に置くことができる。
【００９５】
排出処理システムは通常、さらに排出制御装置を含む。
【００９６】
排出制御装置は好ましくは、リーンＮＯｘトラップ触媒の下流にある。
【００９７】
排出制御装置の例には、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、リーンＮＯｘ触媒（ＬＮＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、コールドスタート触媒（ｄＣＳＣＴＭ）、及びこれらの２つ以上の組み合わせが含まれる。このような排出制御装置は、当技術分野でよく知られている。
【００９８】
前述の排出制御装置のいくつかは、フィルタリング基材を有する。フィルタリング基材を有する排出制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、及び選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒から成る群より選択され得る。
【００９９】
排出処理システムは、ＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの２つ以上の組み合わせからなる群より選択される排出制御装置を含むことが、好ましい。さらに好ましくは、排出制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの２つ以上の組み合わせからなる群より選択される。さらにより好ましくは、排出制御装置は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒である。
【０１００】
本発明の排出処理システムが、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒を含む場合、排出処理システムはさらに、窒素系還元剤、例えばアンモニア又はアンモニア前駆体（尿素若しくはギ酸アンモニウム）、好ましくは尿素を排ガスに、リーンＮＯｘトラップ触媒の下流で、またＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流で噴射するためのインジェクタを備えることができる。
【０１０１】
このようなインジェクタは、窒素系還元剤前駆体の供給源（例えばタンク）に流体連結していてよい。排ガス中への前駆体のバルブ制御された投与量は、適切にプログラミングされたエンジン管理手段及び排ガスの組成をモニタリングするセンサによって供給される閉ループ又は開ループフィードバックによって、調整することができる。
【０１０２】
アンモニアはまた、カルバミン酸アンモニウム（固体）を加熱することによって生成することができ、生成されたアンモニアを、排ガス中に噴射することができる。
【０１０３】
インジェクタの代わりに、又はインジェクタに加えて、アンモニアをｉｎ  ｓｉｔｕで（例えばＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒（例えば本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒）の上流に配置されているＬＮＴのリッチ再生の間に）、生成することができる。よって、排出処理システムはさらに、炭化水素により排ガスをリッチにする（ｅｎｒｉｃｈ）ためのエンジン管理手段を備えていてもよい。
【０１０４】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒は、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｌａ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｖ、ランタニド、及びＶＩＩＩ族遷移金属（例えばＦｅ）のうち少なくとも１つからなる群より選択される金属を含んでいてもよく、この金属は、耐火性酸化物又はモレキュラーシーブに担持されている。金属は、好ましくはＣｅ、Ｆｅ、Ｃｕ及びこれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択され、さらに好ましくは、金属がＦｅ又はＣｕである。
【０１０５】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒用の耐火性酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、及びそれらの２つ以上を含む混合酸化物からなる群より選択され得る。非ゼオライト触媒は、タングステン酸化物（例えば、Ｖ２Ｏ５／ＷＯ３／ＴｉＯ２、ＷＯｘ／ＣｅＺｒＯ２、ＷＯｘ／ＺｒＯ２、又はＦｅ／ＷＯｘ／ＺｒＯ２）も含み得る。
【０１０６】
ＳＣＲ触媒、ＳＣＲＦＴＭ触媒、又はそれらのウォッシュコートが、少なくとも１つのモレキュラーシーブ（例えばアルミノシリケートゼオライト又はＳＡＰＯ）を含む場合が、特に好ましい。少なくとも１つのモレキュラーシーブは、小細孔、中細孔又は大細孔モレキュラーシーブでありうる。本明細書において「小細孔モレキュラーシーブ」とは、最大環サイズが８のモレキュラーシーブ（例えばＣＨＡ）を意味し；本明細書において「中細孔モレキュラーシーブ」とは、最大環サイズが１０のモレキュラーシーブ（例えばＺＳＭ−５）を意味し；本明細書において「大細孔モレキュラーシーブ」とは、最大環サイズが１２のモレキュラーシーブ（例えばβ）を意味する。小細孔モレキュラーシーブはＳＣＲ触媒における使用にとって潜在的に有利である。
【０１０７】
本発明の排出処理システムにおいて、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒にとって好ましいモレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−２０、ＥＲＩ（ＺＳＭ−３４を含む）、モルデナイト、フェリエライト、ベータを含むＢＥＡ、Ｙ、ＣＨＡ、ＬＥＶ（Ｎｕ−３を含む）、ＭＣＭ−２２、及びＥＵ−１（好ましくはＡＥＩ又はＣＨＡ）からなる群より選択される合成アルミノシリケートゼオライトモレキュラーシーブであり、シリカ対アルミナの比は、約１０対約５０、例えば約１５対約４０である。
【０１０８】
第１の排出処理システムの実施態様において、排出システムは、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒、及び触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）を備える。典型的には、リーンＮＯｘトラップ触媒の後に、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、触媒はＣＳＦの上流にある）。よって例えば、リーンＮＯｘトラップ触媒の出口は、触媒化スートフィルターの入口に接続されている。
【０１０９】
第２の排出処理システムの実施態様は、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒を備える排出処理システムに関する。
【０１１０】
典型的には、リーンＮＯｘトラップ触媒の後に、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、触媒はＣＳＦの上流にある）。典型的には、触媒化スートフィルターの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、触媒はＳＣＲの上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配置してもよい。よって、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）の後に窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、ＣＳＦはインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。
【０１１１】
第３の排出処理システムの実施態様において、排出処理システムは、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）又はディーゼル微粒子フィルター（ＤＰＦ）のいずれかとを備える。
【０１１２】
第３の排出処理システムの実施態様では、典型的には本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒の後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、触媒はＳＣＲの上流にある）。窒素還元剤のインジェクタは、触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒との間に配置されてもよい。よって、触媒化モノリス基材の後に、窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、触媒化モノリス基材はインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の後に、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）又はディーゼル・パティキュレート・フィルター（ＤＰＦ）が続く（例えば、ＳＣＲはＣＳＦ又はＤＰＦの上流にある）。
【０１１３】
第４の排出処理システムの実施態様は、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒と、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒とを含む。本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒の後に、典型的には、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続く（例えば、触媒はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１１４】
窒素還元剤のインジェクタは、リーンＮＯｘトラップ触媒と選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒との間に配置され得る。したがって、リーンＮＯｘトラップ触媒の後に窒素還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、触媒はインジェクタの上流にある）、窒素還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲＦＴＭの上流にある）。
【０１１５】
排出処理システムが、例えば上述の第２から第４の排出処理システムの実施態様のように、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒を含む場合、ＡＳＣは、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の下流に（すなわち別個の基材モノリスとして）配置することができるか、又はより好ましくは、ＳＣＲ触媒を備えたモノリス基材の下流のゾーン又は終端を、ＡＳＣのための担体として使用できる。
【０１１６】
本発明の別の態様は自動車に関する。自動車は、内燃機関、好ましくはディーゼルエンジンを含む。内燃機関は、好ましくはディーゼルエンジンであり、本発明の排出処理システムに結合されている。
【０１１７】
ディーゼルエンジンは、≦５０ｐｐｍの硫黄、より好ましくは、≦１５ｐｐｍの硫黄、例えば≦１０ｐｐｍの硫黄、さらにより好ましくは≦５ｐｐｍの硫黄を含む燃料、好ましくはディーゼル燃料で動作するよう構成又は適合されている。
【０１１８】
自動車は、米国又は欧州の法律で規定されるような軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）でありうる。軽量ディーゼル車は、典型的には＜２８４０ｋｇの重量を有し、より好ましくは＜２６１０ｋｇの重量を有する。米国では、軽量ディーゼル車（ＬＤＶ）とは、≦８５００ポンド（米国ポンド）の総重量を有するディーゼル車を指す。欧州では、軽量ディーゼル車（ＬＤＶ）という用語は、（ｉ）運転席の他に８席以下の座席を備え、５トン以下の最大質量を有する乗用車、及び（ｉｉ）１２トン以下の最大質量を有する貨物輸送車を指す。
【０１１９】
あるいは、自動車は、米国の法律で規定されている、＞８５００ポンド（米国ポンド）の総重量を有するディーゼル車のような大型ディーゼル車（ＨＤＶ）であってもよい。
【０１２０】
本発明のさらなる態様は、排ガスを、前述のリーンＮＯｘトラップ触媒と、又は前述の排出処理システムと接触させることを含む、内燃機関からの排ガスを処理する方法である。好ましい方法では排ガスが、リッチガス混合物である。さらなる好ましい方法では、排ガスが、リッチガス混合物と、リーンガス混合物との間で循環する（ｃｙｃｌｅ）。
【０１２１】
内燃機関からの排ガスを処理する幾つかの好ましい方法では、排ガスが、約１５０〜３００℃の温度である。
【０１２２】
内燃機関からの排ガスを処理するさらなる好ましい方法では、排ガスを、前述のリーンＮＯｘトラップ触媒に加えて、１つ又は複数のさらなる放出制御装置と接触させる。１つ又は複数の排出制御装置は好ましくは、リーンＮＯｘトラップ触媒の下流にある。
【０１２３】
排出制御装置のさらなる例には、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）、ＮＯｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、リーンＮＯＸ触媒（ＬＮＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、コールドスタート触媒（ｄＣＳＣ）、及びこれらの２つ以上の組み合わせが含まれる。このような排出制御装置は、当技術分野でよく知られている。
【０１２４】
前述の排出制御装置のいくつかは、フィルタリング基材を有する。フィルタリング基材を有する排出制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、及び選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒から成る群より選択され得る。
【０１２５】
本方法は、排気を、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、ディーゼル微粒子フィルター（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの２つ以上の組み合わせからなる群より選択される排出制御装置と接触させることを含むのが、好ましい。さらに好ましくは、排出制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの２つ以上の組み合わせからなる群より選択される。さらにより好ましくは、排出制御装置は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒である。
【０１２６】
本発明の方法が、排気をＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒と接触させることを含む場合、この方法はさらに、窒素系還元剤（例えばアンモニア）、又はアンモニア前駆体（例えば尿素若しくはギ酸アンモニウム）、好ましくは尿素を、リーンＮＯｘトラップ触媒の下流で、またＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流で、排ガスに噴射することを含むことができる。
【０１２７】
このような噴射は、インジェクタによって行うことができる。このインジェクタは、窒素系還元剤前駆体の供給源（例えばタンク）に流体連結していてよい。排ガス中への前駆体のバルブ制御された投与量は、適切にプログラミングされたエンジン管理手段及び排ガスの組成をモニタリングするセンサによって供給される閉ループ又は開ループフィードバックによって、調整することができる。
【０１２８】
アンモニアはまた、カルバミン酸アンモニウム（固体）を加熱することによって生成することができ、生成されたアンモニアを、排ガス中に噴射することができる。
【０１２９】
インジェクタの代わりに、又はインジェクタに加えて、アンモニアをｉｎ  ｓｉｔｕで（例えば、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流に配置されているＬＮＴのリッチ再生の間に）生成することができる。よって、この方法はさらに、炭化水素により排ガスをリッチにすることを含み得る。
【０１３０】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒は、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｌａ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｖ、ランタニド、及びＶＩＩＩ族遷移金属（例えばＦｅ）のうち少なくとも１つからなる群より選択される金属を含んでいてもよく、この金属は、耐火性酸化物又はモレキュラーシーブに担持されている。金属は、好ましくはＣｅ、Ｆｅ、Ｃｕ及びこれらのいずれか２つ以上の組み合わせから選択され、さらに好ましくは、金属がＦｅ又はＣｕである。
【０１３１】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒用の耐火性酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、及びそれらの２つ以上を含む混合酸化物からなる群より選択され得る。非ゼオライト触媒には、タングステン酸化物（例えば、Ｖ２Ｏ５／ＷＯ３／ＴｉＯ２、ＷＯｘ／ＣｅＺｒＯ２、ＷＯｘ／ＺｒＯ２、又はＦｅ／ＷＯｘ／ＺｒＯ２）も含まれ得る。
【０１３２】
ＳＣＲ触媒、ＳＣＲＦＴＭ触媒、又はそれらのウォッシュコートが、少なくとも１つのモレキュラーシーブ（例えばアルミノシリケートゼオライト又はＳＡＰＯ）を含む場合が、特に好ましい。少なくとも１つのモレキュラーシーブは、小細孔、中細孔又は大細孔モレキュラーシーブでありうる。本明細書において「小細孔モレキュラーシーブ」とは、最大環サイズが８のモレキュラーシーブ（例えばＣＨＡ）を意味し；本明細書において「中細孔モレキュラーシーブ」とは、最大環サイズが１０のレキュラーシーブ（ＺＳＭ−５）を意味し；本明細書において「大細孔モレキュラーシーブ」とは、最大環サイズが１２のモレキュラーシーブ（例えばβ）を意味する。小細孔モレキュラーシーブはＳＣＲ触媒における使用にとって潜在的に有利である。
【０１３３】
本発明の排気処理法において、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒にとって好ましいモレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−２０、ＥＲＩ（ＺＳＭ−３４を含む）、モルデナイト、フェリエライト、ＢＥＡ（βを含む）、Ｙ、ＣＨＡ、ＬＥＶ（Ｎｕ−３を含む）、ＭＣＭ−２２、及びＥＵ−１（好ましくはＡＥＩ又はＣＨＡ）からなる群より選択される合成アルミノシリケートゼオライトモレキュラーシーブであり、シリカ対アルミナの比は、約１０対約５０、例えば約１５対約４０である。
【０１３４】
第１の実施態様において本方法は、排気を、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒、及び触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）と接触させることを含む。典型的には、リーンＮＯｘトラップ触媒の後に、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、触媒はＣＳＦの上流にある）。よって例えば、リーンＮＯｘトラップ触媒の出口は、触媒化スートフィルターの入口に接続されている。
【０１３５】
排ガスを処理する方法の第２の実施態様は、排ガスを、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と接触させることを含む、方法に関する。
【０１３６】
典型的には、リーンＮＯｘトラップ触媒の後に、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、触媒はＣＳＦの上流にある）。典型的には、触媒化スートフィルターの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、ＣＳＦはＳＣＲ触媒の上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配置してもよい。よって、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）の後に窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、ＣＳＦはインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。
【０１３７】
排ガスを処理する方法の第３の実施態様において、本方法は、排ガスを、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、並びに触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）又はディーゼル微粒子フィルター（ＤＰＦ）のいずれかと接触させることを含む。
【０１３８】
排ガスを処理する方法の第３の実施態様では、典型的には本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒の後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、触媒はＳＣＲの上流にある）。窒素還元剤のインジェクタは、触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒との間に配置されてもよい。したがって、リーンＮＯｘトラップ触媒の後に窒素還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、触媒はインジェクタの上流にある）、窒素還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の後に、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）又はディーゼル・パティキュレート・フィルター（ＤＰＦ）が続く（例えば、ＳＣＲはＣＳＦ又はＤＰＦの上流にある）。
【０１３９】
排ガスを処理する方法の第４の実施態様は、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒と、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒とを含む。本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒の後に、典型的に選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続く（例えば、触媒はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１４０】
窒素還元剤のインジェクタは、リーンＮＯｘトラップ触媒と選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒との間に配置され得る。したがって、リーンＮＯｘトラップ触媒の後に窒素還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、触媒はインジェクタの上流にある）、窒素還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲＦＴＭの上流にある）。
【０１４１】
排出処理システムが、上述の第２から第４の方法の実施態様のような、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦＴＭ）触媒を含む場合、ＡＳＣは、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の下流に（すなわち別個の基材モノリスとして）配置することができるか、又はさらに好ましくは、ＳＣＲ触媒を備えた基材モノリスの下流のゾーン又は終端を、ＡＳＣのための担体として使用できる。
【０１４２】
実施例
以下では本発明を、以下の非限定的な実施例によって説明する。
【０１４３】
材料
特に記載しない限り、全ての材料は市販で手に入り、知られた供給元から得られた。
【０１４４】
一般的な調製１
Ａｌ２Ｏ３．ＣｅＯ２．ＭｇＯ−ＢａＣＯ３複合材は、Ａｌ２Ｏ３（５６．１４％）．ＣｅＯ２（６．５２％）．ＭｇＯ（１４．０４％）を酢酸バリウムで含浸し、得られたスラリーを噴霧乾燥することによって形成した。それからこれを、６５０℃で１時間、か焼した。目標とするＢａＣＯ３濃度は、２３．３重量％である。
【０１４５】
一般的な調製２
９０３ｇのＬａ（ＮＯ３）３を、３５８３ｇの脱イオン水に溶解させた。１８５０ｇの高表面積ＣｅＯ２を粉末形態で添加し、この混合物を６０分間、撹拌した。こうして得られたスラリーを、向流モードの噴霧乾燥機で噴霧乾燥した（二流体、ファウンテンノズル、内部温度設定３００℃、外部温度設定１１０℃）。こうして得られた粉末を、サイクロンから回収した。この粉末を、６５０℃で１時間、据置型の炉内でか焼した。
【０１４６】
実施例の調製
［Ａｌ２Ｏ３．ＣｅＯ２．ＭｇＯ．Ｂａ］．Ｐｔ．Ｐｄ．ＣｅＯ２の調製：組成物Ａ
２．０７ｇ／ｉｎ３の［Ａｌ２Ｏ３．ＣｅＯ２．ＭｇＯ．ＢａＣＯ３］（上記一般的な調製１に従って製造）を、蒸留水によってスラリーにし、それからミリングして、平均粒径を減少させた（ｄ９０＝１３〜１５μｍ）。このスラリーに、３０ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ溶液、及び６ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を添加し、均質になるまで撹拌した。Ｐｔ／Ｐｄを担体に１時間、吸着させた。このスラリーに、２．１ｇ／ｉｎ３の事前にか焼したＣｅＯ２を添加し、それから０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナバインダを添加し、均質になるまで撹拌して、ウォッシュコートを形成した。
【０１４７】
［Ａｌ２Ｏ３．ＬａＯ］．Ｐｔ．Ｐｄ．ＣｅＯ２の調製：組成物Ｂ
マロン酸Ｐｔ（６５ｇｆｔ−３）及び硝酸Ｐｄ（１３ｇｆｔ−３）を、［Ａｌ２Ｏ３（９０．０％）．ＬａＯ（４％）］（１．２ｇｉｎ−３）を水に入れたスラリーに添加した。Ｐｔ及びＰｄは１時間、アルミナ担体に吸着させ、それからＣｅＯ２（０．３ｇｉｎ−３）を添加した。こうして生じたスラリーをウォッシュコートにし、天然増粘剤（ヒドロキシエチルセルロース）で粘稠化した。
【０１４８】
［Ａｌ２Ｏ３．ＬａＯ］．Ｐｔ．Ｐｄの調製：組成物Ｃ
マロン酸Ｐｔ（６５ｇｆｔ−３）及び硝酸Ｐｄ（１３ｇｆｔ−３）を、［Ａｌ２Ｏ３（９０．０％）．ＬａＯ（４％）］（１．２ｇｉｎ−３）を水に入れたスラリーに添加した。Ｐｔ及びＰｄをアルミナ担体に１時間、吸着させた。こうして生じたスラリーをウォッシュコートにし、天然増粘剤（ヒドロキシエチルセルロース）で粘稠化した。
【０１４９】
［ＣｅＯ２］．Ｒｈ．Ｐｔ．Ａｌ２Ｏ３の調製：組成物Ｄ
硝酸Ｒｈ（５ｇｆｔ−３）を、ＣｅＯ２（０．４ｇｉｎ−３）を水に入れたスラリーに添加した。Ｒｈ吸着を促進させるためにＮＨ３水溶液を、ｐＨ６．８になるまで添加した。続いて、マロン酸Ｐｔ（５ｇｆｔ−３）をこのスラリーに添加し、１時間、担体に吸着させ、それからアルミナ（ベーマイト、０．２ｇｉｎ−３）及びバインダ（アルミナ、０．１ｇｉｎ−３）を添加した。こうして生じたスラリーを、ウォッシュコートにした。
【０１５０】
触媒１
ウォッシュコートＡ、Ｃ及びＤをそれぞれ、セラミックモノリス又は金属モノリス上に順次、標準的なコーティング手順を用いてコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間、か焼した。
【０１５１】
触媒２
ウォッシュコートＡ、Ｂ及びＤをそれぞれ、セラミックモノリス又は金属モノリス上に順次、標準的なコーティング手順を用いてコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間、か焼した。
【０１５２】
触媒３：Ｌａ  ８００ｇ／ｆｔ３
Ａｌ２Ｏ３  ＰＧＭの調製［ＣｅＯ２．Ｌａ（１３．１重量％）］
１．２ｇ／ｉｎ３のＡｌ２Ｏ３を、蒸留水に入れてスラリーにし、それから１３〜１５μｍのｄ９０にミリングした。それからこのスラリーに、５０ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ溶液、及び１０ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を添加し、均質になるまで撹拌した。Ｐｔ／Ｐｄを担体に１時間、吸着させた。それからこれに、３ｇ／ｉｎ３の［ＣｅＯ２．Ｌａ（１３．１重量％）］（上記一般的な調製２に従って製造）、及び０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナバインダを添加し、均質になるまで撹拌し、ウォッシュコートを形成した。それからこのウォッシュコートを、セラミックモノリス又は金属モノリス上に、標準的な手順を用いてコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間、か焼した。
【０１５３】
０．７５ｇ／ｉｎ３で４％のランタンドープアルミナを、蒸留水に入れてスラリーにし、それから１３〜１５μｍのｄ９０にミリングした。それからこのスラリーに、５０ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ溶液、及び５０ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄ溶液を添加し、均質になるまで撹拌した。Ｐｔ／Ｐｄを担体に１時間、吸着させた。それからこれに、０．７５ｇ／ｉｎ３の高表面積Ｃｅを添加し、均質になるまで撹拌して、ウォッシュコートを形成した。それからこのウォッシュコートを、セラミックモノリス又は金属モノリス上に、標準的な手順を用いてコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間、か焼した。
【０１５４】
０．４ｇ／ｉｎ３の高表面積Ｃｅを、蒸留水に入れてスラリーにした。それからこのスラリーに、５ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｒｈ溶液、及び５ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ溶液を添加し、均質になるまで撹拌した。Ｒｈ／Ｐｔを担体に１時間、吸着させた。それからこれに、０．３ｇ／ｉｎ３のＡｌ２Ｏ３バインダを添加し、均質になるまで撹拌して、ウォッシュコートを形成した。それからこのウォッシュコートを、セラミックモノリス又は金属モノリス上に、標準的な手順を用いてコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間、か焼した。
【０１５５】
実験結果
触媒１及び２は、１０％のＨ２Ｏ、２０％のＯ２及び残部のＮ２から成るガス流中、８００℃で１６時間、水熱的にエージングした。これらについての性能試験は、定常状態の放出サイクル（３００秒のリーンと、１０秒のリッチというサイクル３回、目標ＮＯｘ暴露は１ｇ）によって、１．６リットルのベンチを搭載したディーゼルエンジンを用いて行った。排出は、触媒の前と後で測定した。
【０１５６】
実施例１
触媒のＮＯｘ吸蔵性能は、ＮＯｘ吸蔵効率をＮＯｘ吸蔵の関数として測定することにより、評価した。１５０℃での１つの代表的なサイクル（これに失活予備条件が続く）からの結果が、以下の表１に示されている。
【０１５７】
2020515383.tif 000002
【０１５８】
表１の結果からは、Ｃｅを含有する中層を含む触媒２が、Ｃｅを含有する中層を含まない触媒１に比べて、高いＮＯｘ吸蔵効率を有することが分かる。
【０１５９】
実施例２
触媒のＮＯｘ吸蔵性能は、ＮＯｘ吸蔵効率をＮＯｘ吸蔵の関数として測定することにより、評価した。１５０℃での１つの代表的なサイクル（これに上記実施例１よりも活性化する予備条件が続く）からの結果が、以下の表２に示されている。
【０１６０】
2020515383.tif 000003
【０１６１】
表２の結果からは、上記実施例１と同様に、Ｃｅを含有する中層を含む触媒２が、Ｃｅを含有する中層を含まない触媒１に比べて、高いＮＯｘ吸蔵効率を有することが分かる。
【０１６２】
実施例３
触媒のＮＯｘ吸蔵性能は、ＮＯｘ吸蔵効率をＮＯｘ吸蔵の関数として測定することにより、評価した。２００℃での１つの代表的なサイクル（これに失活予備条件が続く）からの結果が、以下の表３に示されている。
【０１６３】
2020515383.tif 000004
【０１６４】
表３の結果からは、Ｃｅを含有する中層を含む触媒２が、Ｃｅを含有する中層を含まない触媒１に比べて、高いＮＯｘ吸蔵効率を有することが分かる。
【０１６５】
実施例４
触媒のＮＯｘ吸蔵性能は、ＮＯｘ吸蔵効率をＮＯｘ吸蔵の関数として測定することにより、評価した。２００℃での１つの代表的なサイクル（これに失活予備条件が続く）からの結果が、以下の表４に示されている。
【０１６６】
2020515383.tif 000005
【０１６７】
表４の結果からは、Ｃｅを含有する中層を含む触媒２が、Ｃｅを含有する中層を含まない触媒１に比べて、高いＮＯｘ吸蔵効率を有することが分かる。
【０１６８】
実施例５
触媒のＣＯ酸化性能を、ＣＯ変換を経時的に測定することによって評価した。１７５℃での１つの代表的なサイクル（これに定常状態試験条件活性化が続く）からの結果が、以下の表５に示されている。
【０１６９】
2020515383.tif 000006
【０１７０】
表５の結果からは、Ｃｅを含有する中層を含む触媒２が、Ｃｅを含有する中層を含まない触媒１に比べて、高いＣＯ変換効率を有することが分かる。
【０１７１】
このことはさらに、それぞれの触媒について１７５℃で２５％及び５０％のＣＯ変換効率に達するまでにかかった時間によって、実証されている。触媒１は、２５％のＣＯ変換効率を１０８秒後に達成し、５０％のＣＯ変換効率を、１２１秒後に達成した。触媒２は、２５％のＣＯ変換効率を８５秒後に達成し、５０％のＣＯ変換効率を、１１０秒後に達成した。よって触媒２は、触媒１よりも素早いＣＯライトオフを達成する。
【０１７２】
実施例６
触媒のＣＯ酸化性能を、ＣＯ変換を経時的に測定することによって評価した。２００℃での１つの代表的なサイクル（これに定常状態試験条件活性化が続く）からの結果が、以下の表６に示されている。
【０１７３】
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【０１７４】
表６の結果からは、Ｃｅを含有する中層を含む触媒２が、Ｃｅを含有する中層を含まない触媒１に比べて、高いＣＯ変換効率を有することが分かる。
【０１７５】
このことはさらに、それぞれの触媒について２００℃で２５％及び５０％のＣＯ変換効率に達するまでにかかった時間によって、実証されている。触媒１は、２５％のＣＯ変換効率を９７秒後に達成し、５０％のＣＯ変換効率を、１１８秒後に達成した。触媒２は、２５％のＣＯ変換効率を７６秒後に達成し、５０％のＣＯ変換効率を、９９秒後に達成した。よって触媒２は、触媒１よりも素早いＣＯライトオフを達成する。
【０１７６】
実施例７
触媒２及び３を、１０％のＨ２Ｏ、２０％のＯ２及び残部のＮ２から成るガス流中、８００℃で１６時間、水熱的にエージングした。これらについての性能試験は、定常状態の放出サイクル（３００秒のリーンと、１０秒のリッチというサイクル３回、目標ＮＯｘ暴露は１ｇ）によって、１．６リットルのベンチを搭載したディーゼルエンジンを用いて行った。排出は、触媒の前と後で測定した。
【０１７７】
触媒のＮＯｘ吸蔵性能は、ＮＯｘ変換を温度の関数として測定することにより、評価した。代表的な１つのサイクルからの結果を、以下の表７に示す。
【０１７８】
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【０１７９】
表７における上記結果から分かるように、第１の層が希土類含有成分（すなわちＣｅＯ２−Ｌａ）を含む触媒３は、従来のバリウム含有触媒である触媒２よりも、優れた低温（すなわち２５０℃未満）ＮＯｘ変換性能を示す。
【国際調査報告】
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