(57)【要約】  内燃機関のための排出処理システムにおけるリーンＮＯｘトラップ触媒及びその使用が開示される。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】
ｉ）一又は複数の白金族金属、第１のセリア含有材料、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、及び第１の無機酸化物を含む第１の層；
ｉｉ）一又は複数の貴金属、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）還元活性を有する一又は複数の貴金属及び第３の無機酸化物を含む第３の層
を含むリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２】
第１の層における一又は複数の白金族金属の総ローディングが、第２の層における一又は複数の貴金属の総ローディングよりも低い、請求項１に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３】
第２の層における一又は複数の貴金属の総ローディング対第１の層における一又は複数の白金族金属の総ローディングの比が、ｗ／ｗベースで少なくとも２：１である、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】
第１のセリア含有材料の総ローディングが、第２のセリア含有材料の総ローディングよりも大きい、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のセリア含有材料の総ローディングが、第２のセリア含有材料の総ローディングよりも大きく、ｗ／ｗベースで少なくとも２：１である、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１のセリア含有材料の総ローディングが、第２のセリア含有材料の総ローディングよりも大きく、ｗ／ｗベースで少なくとも７：１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】
前記一又は複数の白金族金属が、パラジウム、白金、ロジウム及びそれらの混合物からなる群より選択される、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】
前記一又は複数の白金族金属が、白金とパラジウムの混合物又は合金である、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】
白金対パラジウムの比が、ｗ／ｗベースで２：１から１２：１である、請求項８に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１０】
白金対パラジウムの比が、ｗ／ｗベースで約５：１である、請求項８又は９に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１１】
一又は複数の白金族金属が、第１のセリア含有材料上に担持されている、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】
前記第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なる群より選択される、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】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属がバリウムである、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】
バリウムが０．１から１０ｗｔ％の量で存在する、請求項１４に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１６】
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、及びそれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群より選択される、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】
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】
第１の無機酸化物がマグネシア／アルミナ複合酸化物である、請求項１から１７のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項１９】
一又は複数の貴金属が、パラジウム、白金、ロジウム、銀、金及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１から１８のいずれか一項に記載のリーンＮＯＸトラップ触媒。
【請求項２０】
一又は複数の貴金属が、白金とパラジウムの混合物又は合金である、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】
白金対パラジウムの比が、ｗ／ｗベースで２：１から１０：１である、請求項２０に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２２】
白金対パラジウムの比が、ｗ／ｗベースで約５：１である、請求項２０に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２３】
一又は複数の貴金属が、第２のセリア含有材料上に担持されている、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、及びそれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群より選択される、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】
第２の無機酸化物がアルミナである、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】
前記第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なる群より選択される、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】
第２のセリア含有材料がバルクセリアを含む、請求項１から２７のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項２９】
還元活性を有する一又は複数の貴金属が、パラジウム、白金、ロジウム、銀、金及びそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１から２８のいずれか一項に記載のリーンＮＯＸトラップ触媒。
【請求項３０】
還元活性を有する一又は複数の貴金属が、ロジウムと白金の混合物又は合金である、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】
ロジウム対白金の比が、ｗ／ｗベースで１：１から２：１である、請求項３０に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３２】
ロジウム対白金の比が、ｗ／ｗベースで約１：１である、請求項３０又は３１に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３３】
還元活性を有する一又は複数の貴金属が、第３の無機酸化物上に担持されている、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】
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、及びそれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群より選択される、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３５】
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３４のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３６】
第３の無機酸化物がセリアである、請求項１から３５のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３７】
軸長Ｌを有する金属又はセラミック基材をさらに含む、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】
基材がフロースルーモノリス又はフィルタモノリスである、請求項３７に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項３９】
第１の層が、金属又はセラミック基材上に直接的に堆積されている、請求項３７又は３８に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項４０】
第２の層が第１の層上に堆積されている、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３の層が第２の層上に堆積されている、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、基材の軸長Ｌの少なくとも６０％に堆積されている、請求項１から４１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】
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％に堆積されている、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。
【請求項４４】
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％に堆積されている、請求項１から４３のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒。
【請求項４５】
第１の層、第２の層及び／又は第３の層が押出成形されて、フロースルー又はフィルタ基材が形成される、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４６】
請求項１から４５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気ガスの流れを処理するための排出処理システム。
【請求項４７】
内燃機関がディーゼルエンジンである、請求項４６に記載の排出処理システム。
【請求項４８】
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吸着剤、三元触媒システム、又はそれらの組み合わせをさらに含む、請求項４６又は４７に記載の排出処理システム。
【請求項４９】
排気ガスを請求項１から４５のいずれか一項に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒又は請求項４６から４８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、内燃機関からの排気ガスを処理する方法。
【請求項５０】
排気ガスが約１５０から３００℃の温度である、請求項４９に記載の内燃機関からの排気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、内燃機関からの排気ガスを処理する方法、リーンＮＯｘトラップ触媒を含む内燃機関のため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気ガスを発生させる。ますます、厳しい国家及び地方の法律で、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が低減してきている。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動作温度（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、これらのシステムは、その動作温度を下回ると（「低温始動」期間）比較的非効率である。
【０００３】
排気ガスを浄化するために利用される排気ガス処理成分の一つは、ＮＯＸ吸着体触媒（又は「ＮＯＸトラップ」）である。ＮＯＸ吸着体触媒は、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、且つ放出したＮＯＸを還元してＮ２を形成する装置である。ＮＯＸ吸着体触媒は、典型的にＮＯＸの貯蔵のためのＮＯＸ吸着剤と酸化／還元触媒を含む。
【０００４】
ＮＯｘ吸着剤成分は、典型的にはアルカリ土類金属、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、典型的には、酸化物の形態で見出される。酸化／還元触媒は、典型的に、一又は複数の貴金属、好ましくは白金、パラジウム、及び／又はロジウムである。典型的に、白金は酸化機能を実施するために含められ、ロジウムは還元機能を実施するために含められる。酸化／還元触媒とＮＯＸ吸着剤は、典型的に、排気システムで使用するための無機酸化物等の担体材料上に担持される。
【０００５】
ＮＯＸ吸着体触媒は３つの機能を実施する。第一に、酸化窒素は、酸化触媒の存在下で、酸素と反応してＮＯ２を生成する。第二に、ＮＯ２はＮＯＸ吸着剤によって無機硝酸塩の形で吸着される（例えば、ＢａＯ又はＢａＣＯ３がＮＯＸ吸着剤上でＢａ（ＮＯ３）２に変換される）。最後に、エンジンがリッチ条件下で作動する場合、貯蔵された無機硝酸塩は分解してＮＯ又はＮＯ２を生成し、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（又は、ＮＨＸ若しくはＮＣＯ中間体を経由）との反応によって還元されてＮ２を生成する。典型的に、窒素酸化物は、排気流中の熱、一酸化炭素、及び炭化水素の存在下で、窒素、二酸化炭素、及び水に変換される。
【０００６】
ＰＣＴ国際出願ＷＯ２００４／０７６８２９号は、ＳＣＲ触媒の上流に配置されたＮＯｘ貯蔵触媒を含む排気ガス精製システムを開示している。ＮＯｘ貯蔵触媒は、少なくとも一種の白金族金属（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ又はＩｒ）でコーティング又は活性化されている少なくとも一種のアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属を含む。特に好ましいＮＯｘ貯蔵触媒は、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、酸化アルミニウムに基づく担体上の酸化触媒としての白金とを含むと、教示されている。ＥＰ第１０２７９１９号は、アルミナ、ゼオライト、ジルコニア、チタニア及び／又はランタナといった多孔性担体材料と、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吸着剤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号及び同第５，８００，７９３号は、ＮＯｘ貯蔵／放出触媒と三元触媒を組み合わせるシステムを記載している。ＮＯｘ吸着剤は、アルミナ、ムライト、コーディエライト又は炭化ケイ素に担持される他の金属に加えて、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含むと教示されている。
【０００８】
ＰＣＴ国際出願第２００９／１５８４５３号は、アルカリ土類元素などのＮＯｘ捕捉成分を含有する少なくとも一つの層と、セリアを含有し、アルカリ土類元素を実質的に含まない別の層とを含むリーンＮＯｘトラップ触媒を記載している。この構成は、低温、例えば２５０℃未満でＬＮＴの性能を改善することが意図されている。
【０００９】
米国特許公開２０１５／０３３６０８５号は、担体上の少なくとも二つの触媒的に活性なコーティングから構成される窒素酸化物貯蔵触媒を記載している。下部コーティングは、酸化セリウム及び白金及び／又はパラジウムを含有する。下部コーティングの上に配置されている上部コーティングは、アルカリ土類金属化合物、混合酸化物、並びに白金及びパラジウムを含む。窒素酸化物貯蔵触媒は、２００から５００℃の温度でのリーンバーンエンジン、例えばディーゼルエンジンからの排気ガス中のＮＯｘの変換に特に適していると言われている。
【００１０】
従来のリーンＮＯｘトラップ触媒は、しばしば、活性化状態と不活性化状態の間で著しく異なる活性レベルを有する。これは、触媒の寿命にわたって、及び排気ガス組成物中の短期的な変化に応じて、触媒の一貫性のない性能をもたらし得る。これは、エンジンの較正に課題をもたらし、触媒の性能の変化の結果として、より悪い排出プロファイルを引き起こし得る。
【００１１】
どのような自動車システム及びプロセスでも、排気ガス処理システムのなお更なる改善を達成することが望ましい。我々は、改善されたＮＯｘ貯蔵及び変換特性、並びに改善されたＣＯ変換を有する新規のＮＯｘ吸着体触媒を発見した。驚くべきことに、これらの改善された触媒特性は、活性化及び不活性化の両方の状態で観察されることが発見された。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の第１の態様では、以下を含むリーンＮＯｘトラップ触媒が提供される。
ｉ）一又は複数の白金族金属、第１のセリア含有材料、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、及び第１の無機酸化物を含む第１の層；
ｉｉ）一又は複数の貴金属、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）還元活性を有する一又は複数の貴金属及び第３の無機酸化物を含む第３の層。
【００１３】
本発明の第２の態様では、上記のリーンＮＯｘトラップ触媒を含む燃焼排気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、排気ガスを上記のリーンＮＯｘトラップ触媒と接触させることを含む、内燃機関からの排気ガスを処理する方法が提供される。
【００１５】
［発明を実施する形態］
「ウォッシュコート」という用語は、当該技術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接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」を指す。用語「白金族金属」とは、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なる群より選択される金属、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なる群より選択される金属を指す。一般に、用語「ＰＧＭ」とは、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を指す。
【００１７】
本明細書で使用される用語「貴金属」とは、概して、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、白金及び金からなる群より選択される金属を指す。一般に、用語「貴金属」とは、好ましくは、ロジウム、白金、パラジウム及び金からなる群より選択される金属を指す。
【００１８】
本明細書で使用される用語「還元活性を有する貴金属」とは、還元反応において、例えばＮＯｘガスのＮＨ３若しくは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的に活性であると知られている、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、白金及び金からなる群より選択される金属を指す。一般に、用語「還元活性を有する貴金属」とは、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指す。
【００１９】
本明細書で使用される「混合酸化物」という用語は、概して、当該技術分野で従来から知られているように、単一相の酸化物の混合物を指す。本明細書で使用される「複合酸化物」という用語は、概して、当該技術分野で従来から知られているように、二相以上の相を有する酸化物の組成物のことを指す。
【００２０】
材料に関して本明細書で使用される表現「〜を実質的に含まない」とは、材料が、例えば≦５重量％、好ましくは≦２重量％、さらに好ましくは≦１重量％といった少量で存在し得ることを意味する。表現「〜を実質的に含まない」は、表現「〜を含まない」を包含する。
【００２１】
本明細書で使用される用語「ローディング」とは、金属重量ベースのｇ／ｆｔ３の単位での測定値を指す。
【００２２】
本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒は、以下を含む。
ｉ）一又は複数の白金族金属、第１のセリア含有材料、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、及び第１の無機酸化物を含む第１の層；
ｉｉ）一又は複数の貴金属、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）還元活性を有する一又は複数の貴金属及び第３の無機酸化物を含む第３の層。
【００２３】
一又は複数の白金族金属は、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム及びそれらの混合物からなる群より選択される。特に好ましくは、一又は複数の白金族金属は、白金とパラジウムの混合物又は合金であり、好ましくは、白金対パラジウムの比は、ｗ／ｗベースで２：１から１２：１、特に好ましくはｗ／ｗベースで約５：１である。
【００２４】
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から１００ｇ／ｆｔ３、より好ましくは１０から８０ｇ／ｆｔ３、最も好ましくは２０から６０ｇ／ｆｔ３の量で存在する。
【００２５】
好ましくは、一又は複数の白金族金属は、ロジウムを含まないか、又はそれからならない。言い換えれば、第１の層は、好ましくは、ロジウムを実質的に含まない。
【００２６】
一又は複数の白金族金属は、概して、第１のセリア含有材料と接触している。好ましくは、一又は複数の白金族金属は、第１のセリア含有材料に担持されている。代替的又は追加的に、一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。
【００２７】
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なる群より選択される。好ましくは、第１のセリア含有材料は、バルクセリアを含む。第１のセリア含有材料は、酸素貯蔵材料として機能し得る。代替的又は追加的に、第１のセリア含有材料は、ＮＯｘ貯蔵材料として、且つ／又は一又は複数の白金族金属及び／又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の担体材料として、機能し得る。
【００２８】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１のセリア含有材料上に堆積され得る。代替的に又は加えて、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１の無機酸化物上に堆積され得る。つまり、いくつかの実施態様では、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１のセリア含有材料と第１の無機酸化物の両方の上に堆積され、すなわち存在し得る。
【００２９】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、一般的に、第１の無機酸化物と接触している。好ましくは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１の無機酸化物上に堆積される。第１の無機酸化物と接触していることに加えて、又は代替的に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、第１のセリア含有材料と接触してもよい。
【００３０】
アルカリ金属又は土類金属は、好ましくはバリウムである。バリウムは、存在する場合、ＮＯｘ貯蔵材料として含まれ、すなわち、第１の層はＮＯｘ貯蔵層であり得る。好ましくは、バリウムは、存在する場合、組成物の重量％として表される、０．１から１０ｗｔ％、より好ましくは０．５から５重量パーセント、例えば約４．５重量パーセントの量で存在する。
【００３１】
好ましくは、バリウムは、ＣｅＯ２−ＢａＣＯ３複合材料として存在する。そのような材料は、当該技術分野で知られる任意の方法、例えば、初期湿潤含浸又は噴霧乾燥によってプリフォームされ得る。
【００３２】
第１の無機酸化物は、第２、３、４、５、１３及び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、及びそれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群より選択される。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。特に好ましい無機酸化物の一つは、マグネシア／アルミナ複合酸化物である。
【００３３】
第１の無機酸化物は、一又は複数の白金族金属、及び／又はアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の担体材料であり得る。
【００３４】
好ましい第１の無機酸化物は、好ましくは、１０から１５００ｍ２／ｇの範囲内の表面積、０．１から４ｍＬ／ｇの範囲内の細孔容積、及び約１０から１０００オングストロームの細孔径を有する。８０ｍ２／ｇを超える表面積を有する高表面積無機酸化物、例えば高表面積セリア又はアルミナが、特に好ましい。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、任意選択的にはセリウム含有成分、例えばセリアがさらに含まれる。そのような場合、セリアは、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面上に、例えばコーティングとして、存在し得る。
【００３５】
一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、金及びそれらの混合物からなる群より選択される。特に好ましくは、一又は複数の貴金属は、白金とパラジウムの混合物又は合金であり、好ましくは、白金対パラジウムの比は、ｗ／ｗベースで２：１から１０：１、特に好ましくはｗ／ｗベースで約５：１である。
【００３６】
好ましくは、一又は複数の貴金属は、ロジウムを含まないか、又はそれからならない。言い換えれば、第２の層は、好ましくは、ロジウムを実質的に含まない。したがって、いくつかの実施態様では、第１の層及び第２の層は、好ましくはロジウムを実質的に含まない。ロジウムは、白金、パラジウム、又はそれらの混合物及び／若しくは合金などの他の触媒金属の触媒活性に悪影響を及ぼし得るため、これは有利であり得る。
【００３７】
一又は複数の貴金属は、概して、第２のセリア含有材料と接触している。好ましくは、一又は複数の貴金属は、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、又は代替的に、一又は複数の貴金属は、第２のセリア含有材料と接触してもよい。
【００３８】
第２の無機酸化物は、第２、３、４、５、１３及び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、及びそれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群より選択される。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。特に好ましい第２の無機酸化物の一つはアルミナである。
【００３９】
第２の無機酸化物は、一又は複数の貴金属の担体材料であり得る。
【００４０】
好ましい第２の無機酸化物は、好ましくは、１０から１５００ｍ２／ｇの範囲内の表面積、０．１から４ｍＬ／ｇの範囲内の細孔容積、及び約１０から１０００オングストロームの細孔径を有する。８０ｍ２／ｇを超える表面積を有する高表面積無機酸化物、例えば高表面積セリア又はアルミナが、特に好ましい。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、任意選択的にはセリウム含有成分、例えばセリアがさらに含まれる。そのような場合、セリアは、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面上に、例えばコーティングとして、存在し得る。
【００４１】
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なる群より選択される。好ましくは、第２のセリア含有材料は、バルクセリアを含む。第２のセリア含有材料は、酸素貯蔵材料として機能し得る。代替的又は追加的に、第２のセリア含有材料は、ＮＯｘ貯蔵材料として、且つ／又は一又は複数の貴金属の担体材料として、機能し得る。
【００４２】
第２の層は、炭化水素のＣＯ２及び／若しくはＣＯへの酸化に適した、且つ／又はＮＯのＮＯ２への酸化に適した酸化層、例えばディーゼル酸化触媒層として機能し得る。
【００４３】
いくつかの好ましい本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒では、第１の層における一又は複数の白金族金属の総ローディングは、第２の層における一又は複数の貴金属の総ローディングよりも低い。そのような触媒では、好ましくは、第２の層における一又は複数の貴金属の総ローディング対第１の層における一又は複数の白金族金属の総ローディングの比は、ｗ／ｗベースで少なくとも２：１である。
【００４４】
さらなる好ましい本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒では、第１のセリア含有材料の総ローディングは、第２のセリア含有材料の総ローディングよりも大きい。そのような触媒では、好ましくは、第１のセリア含有材料の総ローディングは、第２のセリア含有材料の総ローディングよりも、ｗ／ｗベースで少なくとも２：１、好ましくはｗ／ｗベースで少なくとも３：１、より好ましくはｗ／ｗベースで少なくとも５：１、特に好ましくはｗ／ｗベースで少なくとも７：１だけ大きい。
【００４５】
第１の層における一又は複数の白金族金属の総ローディングが第２の層における一又は複数の貴金属の総ローディングよりも少なく、且つ／又は第１のセリア含有材料の総ローディングが第２のセリア含有材料の総ローディングよりも大きいリーンＮＯｘトラップ触媒は触媒性能を改善したことが驚くべきことに発見された。そのような触媒は、先行技術のリーンＮＯｘトラップ触媒と比較して、より大きなＮＯｘ貯蔵性能及びＣＯ酸化活性を示すことが発見された。
【００４６】
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と比較して、性能を改善したことが、さらに驚くべきことに発見された。セリアは逆反応を触媒化する、すなわちＮＯ２を還元すると予想されるため、セリア含有材料、例えばセリアの第２の層における存在が、ＮＯのＮＯ２への酸化の減少をもたらすことが予想されるという、この発見は特に驚くべきことである。しかしながら、発明者は、予想とは反対に、本明細書に記載のリーンＮＯｘトラップ触媒がリーン条件及びリッチ条件の両方の下でこの改善された性能を実証することを、驚くべきことに発見した。
【００４７】
理論に縛られることを望むものではないが、第１の層における一又は複数の白金族金属の相対的なローディングが、第２の層における一又は複数の貴金属のものよりも低く、且つ／又は第１のセリア含有材料（つまり、第１の層中のもの）の相対的なローディングが、第２のセリア含有材料（つまり、第２の層中のもの）のものよりも高い、上記の構成は、リーンＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ貯蔵及び酸化機能を別個の層に分離すると考えられている。そうすることで、酸化及びＮＯｘ貯蔵機能が同じ層内に位置する同等の触媒と比較して、分離された機能がそれぞれ個別に性能が向上するという相乗効果がある。
【００４８】
還元活性を有する一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、金及びそれらの混合物からなる群より選択される。特に好ましくは、還元活性を有する一又は複数の貴金属は、ロジウムを含むか、本質的にそれからなるか、又はそれからなる。還元活性を有する特に好ましい貴金属の一つは、ロジウムと白金の混合物又は合金であり、好ましくは、ロジウム対白金の比は、ｗ／ｗベースで１：１から２：１、特に好ましくは、ロジウム対白金の比はｗ／ｗベースで約１：１である。言い換えれば、還元活性を有する特に好ましい貴金属の一つは、ロジウムと白金が１：１の混合物又は合金である。
【００４９】
還元活性を有する一又は複数の貴金属は、概して、第３の無機酸化物と接触している。還元活性を有する一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。
【００５０】
第３の無機酸化物は、第２、３、４、５、１３及び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、及びそれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群より選択される。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。特に好ましい第３の無機酸化物の一つはセリアである。
【００５１】
好ましい第３の無機酸化物は、好ましくは、１０から１５００ｍ２／ｇの範囲内の表面積、０．１から４ｍＬ／ｇの範囲内の細孔容積、及び約１０から１０００オングストロームの細孔径を有する。８０ｍ２／ｇを超える表面積を有する高表面積無機酸化物、例えば高表面積セリア又はアルミナが、特に好ましい。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、任意選択的にはセリウム含有成分、例えばセリアがさらに含まれる。そのような場合、セリアは、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面上に、例えばコーティングとして、存在し得る。
【００５２】
本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒は、当業者に知られているさらなる成分を含み得る。例えば、本発明の組成物は、少なくとも一つの結合剤及び／又は少なくとも一つの界面活性剤をさらに含み得る。結合剤が存在する場合、分散性のアルミナ結合剤が好ましい。
【００５３】
本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒は、好ましくは、軸長Ｌを有する金属又はセラミック基材をさらに含み得る。好ましくは、基材はフロースルーモノリス又はフィルタモノリスであるが、好ましくはフロースルーモノリス基材である。
【００５４】
フロースルーモノリス基材は、第一の面及び第二の面の間の縦方向を規定する第一の面及び第二の面を有する。フロースルーモノリス基材は、第１の面と第２の面との間に延びる複数のチャネルを有する。複数のチャネルは縦方向に伸び、複数の内部表面（各チャネルを規定する壁の表面）を提供する。複数のチャネルにそれぞれは、第１の面で開いており、第２の面で閉じている。疑義を避けるために、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。
【００５５】
典型的には、第１の面は基材の入口端にあり、第２の面は基材の出口端にある。
【００５６】
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。
【００５７】
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、第一の面上で、開口第一チャネル及び閉鎖第二チャネルの密度は、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得る。
【００５８】
モノリス基材は、触媒材料を保持するための担体として作用する。モノリス基材を形成するのに適した材料は、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、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ−シリカマグネシア若しくはケイ酸ジルコニウム、又は多孔質の耐火性金属を含む。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当該技術分野でよく知られている。
【００５９】
本明細書に記載されるフロースルーモノリス基材は単一成分（すなわち単一ブリック）であることに留意されたい。それにもかかわらず、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接着することによって、又は本明細書に記載されるような複数の小さなモノリスを一緒に接着することによって形成されうる。そのような技術は、当該技術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。
【００６０】
リーンＮＯｘトラップ触媒がセラミック基材を含む実施態様では、セラミック基材は、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類、ケイ酸マグネシウム類、アルミノケイ酸塩類及びメタロアルミノケイ酸塩類（コーディエライト及びスポジュメン等）、又はこれらのいずれか二つ以上の混合物若しくは混合酸化物等の任意の適切な耐火材料から作られてもよい。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。
【００６１】
リーンＮＯｘトラップ触媒が金属基材を含む実施態様では、金属基材は、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のような、任意の適切な金属、特に耐熱性の金属及び金属合金で作製され得る。
【００６２】
本発明のＮＯｘトラップ触媒は、任意の適切な手段によって調製され得る。例えば、第１の層は、一又は複数の白金族金属、第１のセリア含有材料、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、及び第１の無機酸化物を任意の順序で混合することにより調製され得る。添加の方法及び順序は、特に重要であるとは考えられていない。例えば、第１の層の成分のそれぞれは、任意の他の成分に同時に添加されてもよいし、任意の順序で逐次的に添加されてもよい。第１の層の成分のそれぞれは、含浸、吸着、イオン交換、初期湿潤、沈殿等により、又は当該技術分野で一般的に知られている任意の他の手段により第１の層の任意の他に成分に添加されてもよい。
【００６３】
第２の層は、一又は複数の貴金属、第２のセリア含有材料、及び第２の無機酸化物を任意の順序で混合することにより調製され得る。添加の方法及び順序は、特に重要であるとは考えられていない。例えば、第２の層の成分のそれぞれは、任意の他の成分に同時に添加されてもよいし、任意の順序で逐次的に添加されてもよい。第２の層の成分のそれぞれは、含浸、吸着、イオン交換、初期湿潤、沈殿等により、又は当該技術分野で一般的に知られている任意の他の手段により第２の層の任意の他に成分に添加されてもよい。
【００６４】
第３の層は、還元活性を有する一又は複数の貴金属及び第３の無機酸化物を混合することにより調製され得る。添加の方法及び順序は、特に重要であるとは考えられていない。例えば、第３の層の成分のそれぞれは、任意の他の成分に同時に添加されてもよいし、任意の順序で逐次的に添加されてもよい。第３の層の成分のそれぞれは、含浸、吸着、イオン交換、初期湿潤、沈殿等により、又は当該技術分野で一般的に知られている任意の他の手段により第３の層の任意の他に成分に添加されてもよい。
【００６５】
好ましくは、上記のリーンＮＯｘトラップ触媒は、ウォッシュコート法を使用してリーンＮＯｘトラップ触媒を基材上に堆積させることによって調製される。ウォッシュコート法を使用するリーンＮＯｘトラップ触媒を調製するための代表的な方法は、以下に記載する。下記の方法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。
【００６６】
ウォッシュコートは、適切な溶媒中、好ましくは水中でリーンＮＯＸトラップ触媒の成分の細かく分割された粒子を最初にスラリー化することによって、好適に実施されて、スラリーを形成する。スラリーは、好ましくは、５から７０重量パーセント、より好ましくは１０から５０重量パーセントの固体を含有する。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、粒子は粉砕される（ｍｉｌｌｅｄ）か又は別の粉砕（ｃｏｍｍｉｎｕｔｉｏｎ）プロセスに供される。安定剤、結合剤、界面活性剤又は促進剤のような追加的な成分も、水溶性又は水分散性の化合物又は錯体の混合物として、スラリー内に取り込まれ得る。
【００６７】
その後、基材は、リーンＮＯＸトラップ触媒の所望のローディングが基材上に堆積されるように、スラリーで一回又は複数回、コーティングされ得る。
【００６８】
好ましくは、第１の層は、金属又はセラミック基材上に直接的に担持／堆積される。「直接的に」とは、第１の層と金属又はセラミック基材との間に、介在層又は下層が存在しないことを意味する。
【００６９】
好ましくは、第２の層は、第１の層上に堆積される。特に好ましくは、第２の層は、第１の層上に直接的に堆積される。「〜上に直接的に」とは、第２の層と第１の層との間に、介在層又は下層が存在しないことを意味する。
【００７０】
好ましくは、第３の層は、第２の層上に堆積される。特に好ましくは、第３の層は、第２の層上に直接的に堆積される。「〜上に直接的に」とは、第３の層と第２の層との間に、介在層又は下層が存在しないことを意味する。
【００７１】
よって、本発明の好ましいリーンＮＯｘトラップ触媒では、第１の層は、金属又はセラミック基材上に直接的に堆積され、第２の層は、第１の層上に直接的に堆積され、第３の層は、第２の層上に直接的に堆積される。そのようなリーンＮＯｘトラップ触媒は、三層リーンＮＯｘトラップと考えられ得る。
【００７２】
好ましくは、第１の層、第２の層及び／又は第３の層は、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％に堆積される。
【００７３】
本発明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％に堆積される。本発明のいくつかの好ましいリーンＮＯｘトラップ触媒では、第３の層は、基材の軸長Ｌの１００％未満に堆積され、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％に堆積される。よって、本発明のいく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の層は、基材の軸長Ｌの少なくとも９５％に堆積され、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％に堆積される。
【００７４】
好ましくは、リーンＮＯｘトラップ触媒は、基材と基材上に少なくとも一つの層とを含む。好ましくは、少なくとも一つの層は、上記の第１の層を含む。これは、上記のウォッシュコート法によって生成することができる。一又は複数の追加層は、ＮＯｘ吸着体触媒組成物の一つの層、例えば限定されないが上記の第２の層及び上記の第３の層に添加され得る。
【００７５】
一又は複数の追加層が、上記の第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、一又は複数の追加層は、上記の第１の層、第２の層及び第３の層とは異なる組成を有する。
【００７６】
一又は複数の追加層は、一つのゾーン又は複数のゾーン、例えば二つ若しくは三つのゾーンを含み得る。一又は複数の追加層が複数のゾーンを含む場合、ゾーンは好ましくは縦方向のゾーンである。複数のゾーン、又は各個別のゾーンは、勾配として存在してもよく、すなわちゾーンは、勾配を形成するためにその全長に沿って均一な厚さでなくてもよい。あるいは、ゾーンはその全長に沿って均一な厚さであってもよい。
【００７７】
いくつかの好ましい実施態様では、一つの追加層、すなわち第１の追加層が存在する。
【００７８】
典型的には、第１の追加層は、白金族金属（ＰＧＭ）を含む（以下「第２の白金族金属」と称する）。第１の追加層は第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、明記されるもの以外には、他のＰＧＭ成分は触媒材料に存在しない）ことが、一般的には好ましい。
【００７９】
第２のＰＧＭは、白金、パラジウム、及び白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）の組み合わせ又は混合物からなる群より選択され得る。好ましくは、白金族金属は、パラジウム（Ｐｄ）及び白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）の組み合わせ又は混合物からなる群より選択される。より好ましくは、白金族金属は、白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）の組み合わせ又は混合物からなる群より選択される。
【００８０】
第１の追加層は一酸化炭素（ＣＯ）及び／又は炭化水素（ＨＣ）の酸化のためのものである（つまり、そのために配合される）。
【００８１】
好ましくは、第１の追加層は、パラジウム（Ｐｄ）及び任意選択的に白金（Ｐｔ）を、１：０（例えばＰｄのみ）から１：４の重量比で含む（これは、４：１から０：１のＰｔ：Ｐｄの重量比と同等である）。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、例えば≦３．５：１の重量比で含む。
【００８２】
白金族金属が白金とパラジウムの組み合わせ又は混合物であるとき、第１の追加層は、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の重量比で白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）を含む。
【００８３】
第１の追加層は、典型的には、担体材料（以下「第２の担体材料」と称する）をさらに含む。第２のＰＧＭは、一般的に、第２の担体材料上に配置又は担持される。
【００８４】
第２の担体材料は、好ましくは耐火性酸化物である。耐火性酸化物は、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。
【００８５】
特に好ましい第１の追加層は、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アルミナを含む。特に好ましくは、この好ましい第１の追加層は、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の追加層は、酸化触媒として、例えばディーゼル酸化触媒として、活性を有し得る。
【００８６】
さらに好ましい第１の追加層は、アルミナ上白金族金属を含むか、それからなるか、又は本質的にそれからなる。この好ましい第２の層は、酸化触媒として、例えばＮＯ２−メーカー触媒として、活性を有し得る。
【００８７】
さらに好ましい第１の追加層は、白金族金属、ロジウム、及びセリウム含有成分を含む。
【００８８】
他の好ましい実施態様では、リーンＮＯｘトラップ触媒に加えて、複数の上記の好ましい第１の追加層が存在する。そのような実施態様では、一又は複数の追加層は、ゾーン化構成を含む任意の構造で存在し得る。
【００８９】
好ましくは、第１の追加層は、リーンＮＯｘトラップ触媒上に配置又は担持される。
【００９０】
第１の追加層は、追加的に又は代替的に、基材（スルーフローモノリス基材の複数の内部表面）上に配置又は担持され得る。
【００９１】
第１の追加層は、基材又はリーンＮＯｘトラップ触媒の全長に配置又は担持され得る。あるいは、第１の追加層は、基材又はリーンＮＯｘトラップ触媒の一部上、例えば５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％又は９５％に配置又は担持され得る。
【００９２】
あるいは、第１の層、第２の層及び／又は第３の層は、押し出されてフロースルー又はフィルタ基材が形成され得る。そのような場合、リーンＮＯｘトラップ触媒は、上記の第１の層、第２の層及び／又は第３の層を含む押出リーンＮＯｘトラップ触媒である。
【００９３】
本発明のさらなる態様は、上記のリーンＮＯｘトラップ触媒を含む燃焼排気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、内燃機関はディーゼルエンジン、好ましくは軽量ディーゼルエンジンである。リーンＮＯｘトラップ触媒は、近位連結位置又は床下位置に置かれ得る。
【００９４】
排出処理システムは、典型的には、排出制御装置をさらに含む。
【００９５】
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。
【００９６】
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（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（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（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）及びこれら二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該技術分野でよく知られている。
【００９７】
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（ＤＰＦ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、及び選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒からなる群より選択され得る。
【００９８】
排気処理システムは、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれら二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備えることが好ましい。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（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの二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（ＳＣＲＦＴＭ）触媒である。
【００９９】
本発明の排出処理システムがＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒を備える場合、排出処理システムは、アンモニアなどの窒素系還元剤、又は尿素若しくはギ酸アンモニウム、好ましくは尿素などのアンモニア前駆体を、リーンＮＯｘトラップ触媒の下流且つＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流で排気ガスに噴射するためのインジェクタをさらに備え得る。
【０１００】
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）に流体連結され得る。排気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気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されうる。
【０１０１】
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されてもよく、生成されたアンモニアは排気ガス中に噴射することができる。
【０１０２】
インジェクタの代わりに、又はインジェクタに加えて、アンモニアはｉｎ  ｓｉｔｕで（例えばＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流に配置された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、排気ガスに炭化水素を混入するためのエンジンマネジメント手段をさらに備えていてもよい。
【０１０３】
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）のうち少なくとも一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る。金属は、好ましくはＣｅ、Ｆｅ、Ｃｕ及びこれらいずれか二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はＦｅ又はＣｕである。
【０１０４】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒用の耐火性酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、及びそれら二つ以上を含有する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また、酸化タングステン（例えばＶ２Ｏ５／ＷＯ３／ＴｉＯ２、ＷＯｘ／ＣｅＺｒＯ２、ＷＯｘ／ＺｒＯ２又はＦｅ／ＷＯｘ／ＺｒＯ２）も含み得る。
【０１０５】
ＳＣＲ触媒、ＳＣＲＦＴＭ触媒、又はそれらのウォッシュコートが、アルミノシリケートゼオライト又はＳＡＰＯなどの少なくとも一つのモレキュラーシーブを含む場合が特に好ましい。少なくとも一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、ＣＨＡなど、最大環サイズ８を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「中細孔モレキュラーシーブ」とは、ＺＳＭ−５など、最大環サイズ１０を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「大細孔モレキュラーシーブ」とは、ベータなど、最大環サイズ１２を有するモレキュラーシーブを意味する。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。
【０１０６】
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、ＢＥＡ（ベータを含む）、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、約１０対約５０、例えば約１５対約４０のシリカ対アルミナ比を有する。
【０１０７】
第１の排出処理システムの実施態様では、排出処理システムは、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒及び触媒化スートフィルタ（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（ＣＳＦ）が続く（例えば、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の入口に接続される。
【０１０８】
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（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。
【０１０９】
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（ＣＳＦ）が続く（例えば、ＣＳＦの上流にある）。典型的には、触媒化スートフィルタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、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（ＣＳＦ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配置され得る。よって、触媒化スートフィルタ（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、インジェクタ上流にある）、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、ＳＣＲ触媒の上流にある）。
【０１１０】
第３の排出処理システムの実施態様では、排出処理システムは、本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、及び触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）のいずれかを備える。
【０１１１】
第３の排気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、ＳＣＲの上流にある）。窒素還元剤のインジェクタは、酸化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、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、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（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が続く（例えば、ＣＳＦ又はＤＰＦの上流にある）。
【０１１２】
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触媒と、選択的触媒還元フィルタ（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（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続く（例えば、ＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１１３】
窒素系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（ＳＣＲＦＴＭ）触媒との間に配置されてもよい。よって、リーンＮＯｘトラップ触媒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、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フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続いてもよい（例えば、ＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１１４】
排出処理システムが、上述の第２から第４の排気システムの実施態様にあるように、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒を備えるとき、ＡＳＣは、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の下流に（すなわち別個のモノリス基材として）配置することができ、又は、さらに好ましくはＳＣＲ触媒を備えたモノリス基材の下流の区域又は終端はＡＳＣのための担体として使用することができる。
【０１１５】
本発明の別の態様は車両に関する。車両は、内燃機関、好ましくはディーゼルエンジンを備える。内燃機関、好ましくはディーゼルエンジンは、本発明の排出処理システムに結合している。
【０１１６】
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。
【０１１７】
車両は、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）であり得る。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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
本発明のさらなる態様は、排気ガスを上記のリーンＮＯｘトラップ触媒と接触させることを含む、内燃機関からの排気ガスを処理する方法である。好ましい方法では、排気ガスはリッチガス混合物である。さらに好ましい方法では、排気ガスは、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。
【０１２０】
内燃機関からの排気ガスを処理するいくつかの好ましい方法では、排気ガスは約１５０から３００℃の温度である。
【０１２１】
内燃機関からの排気ガスを処理するさらに好ましい方法では、排気ガスは、上記のリーンＮＯｘトラップ触媒に加えて、一又は複数のさらなる排出制御装置と接触している。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。
【０１２２】
さらなる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（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（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（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）及びこれら二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該技術分野でよく知られている。
【０１２３】
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（ＤＰＦ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、及び選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒からなる群より選択され得る。
【０１２４】
該方法は、排気ガスを、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれら二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（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒、及びこれらの二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（ＳＣＲＦＴＭ）触媒である。
【０１２５】
本発明の方法が、排気ガスをＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒と接触させることを含む場合、該方法は、アンモニアなどの窒素系還元剤、又は尿素若しくはギ酸アンモニウム、好ましくは尿素などのアンモニア前駆体を、リーンＮＯｘトラップ触媒の下流且つＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の上流で排気ガスに噴射することをさらに含み得る。
【０１２６】
そのような噴射は、インジェクタにより行われ得る。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）に流体連結することができる。前駆体の排気ガスへのバルブ制御された投入は、適切にプログラミングされたエンジンマネジメント手段及び排気ガスの組成を監視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節することができる。
【０１２７】
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されてもよく、生成されたアンモニアは排気ガス中に噴射することができる。
【０１２８】
インジェクタの代わりに、又はインジェクタに加えて、アンモニアは、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）生成され得る。よって、該方法は、排気ガスに炭化水素を混入することをさらに含み得る。
【０１２９】
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）のうち少なくとも一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る。金属は、好ましくはＣｅ、Ｆｅ、Ｃｕ及びこれらいずれか二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はＦｅ又はＣｕである。
【０１３０】
ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒用の耐火性酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、及びそれら二つ以上を含有する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また、酸化タングステン（例えばＶ２Ｏ５／ＷＯ３／ＴｉＯ２、ＷＯｘ／ＣｅＺｒＯ２、ＷＯｘ／ＺｒＯ２又はＦｅ／ＷＯｘ／ＺｒＯ２）も含み得る。
【０１３１】
ＳＣＲ触媒、ＳＣＲＦＴＭ触媒、又はそれらのウォッシュコートが、アルミノシリケートゼオライト又はＳＡＰＯなどの少なくとも一つのモレキュラーシーブを含む場合が特に好ましい。少なくとも一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、ＣＨＡなど、最大環サイズ８を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「中細孔モレキュラーシーブ」とは、ＺＳＭ−５など、最大環サイズ１０を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「大細孔モレキュラーシーブ」とは、ベータなど、最大環サイズ１２を有するモレキュラーシーブを意味する。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。
【０１３２】
本発明の排気ガスを処理する方法において、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（ベータを含む）、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、約１０対約５０、例えば約１５対約４０のシリカ対アルミナ比を有する。
【０１３３】
第１の実施態様では、該方法は、排気ガスを本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒及び触媒化スートフィルタ（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（ＣＳＦ）が続く（例えば、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の入口に接続される。
【０１３４】
排気ガスを処理する方法の第２の実施態様は、排気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（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。
【０１３５】
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（ＣＳＦ）が続く（例えば、ＣＳＦの上流にある）。典型的には、触媒化スートフィルタの後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、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（ＣＳＦ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配置され得る。よって、キャタライズドスートフィルタ（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）。
【０１３６】
排気ガスを処理する方法の第３の実施態様では、該方法は、排気ガスを本発明のリーンＮＯｘトラップ触媒、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、及び触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）のいずれかと接触させることを含む。
【０１３７】
排気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、ＳＣＲの上流にある）。窒素還元剤のインジェクタは、酸化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、ＮＯｘ吸収体触媒の後に窒素系還元剤の噴射装置が続いてもよく（例えば、ＮＯｘ吸収体触媒が噴射装置の上流にある）、窒素系還元剤の噴射装置の後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、噴射装置が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（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が続く（例えば、ＣＳＦ又はＤＰＦの上流にある）。
【０１３８】
排気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触媒と、選択的触媒還元フィルタ（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（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続く（例えば、ＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１３９】
窒素系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（ＳＣＲＦＴＭ）触媒との間に配置されてもよい。よって、リーンＮＯｘトラップ触媒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、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フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒が続いてもよい（例えば、ＳＣＲＦＴＭ触媒の上流にある）。
【０１４０】
排出処理システムが、上述の第２から第４の方法の実施態様にあるように、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦＴＭ）触媒を備えるとき、ＡＳＣは、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦＴＭ触媒の下流に（すなわち別個のモノリス基材として）配置することができ、又は、さらに好ましくはＳＣＲ触媒を備えたモノリス基材の下流の区域又は終端はＡＳＣのための担体として使用することができる。
【実施例】
【０１４１】
次に、以下の非限定的な実施例によって本発明を例証する。
【０１４２】
材料
全ての材料は市販されており、別記しない限り、既知の供給業者から入手した。
【０１４３】
一般的な調製
Ａｌ２Ｏ３（５６．１４％）．ＣｅＯ２（６．５２％）．ＭｇＯ（１４．０４％）を酢酸バリウムで含浸させることにより、Ａｌ２Ｏ３．ＣｅＯ２．ＭｇＯ−ＢａＣＯ３複合材料を形成し、結果として生じたスラリーを噴霧乾燥させた。この後に、６５０℃で１時間の焼成を続けた。目的のＢａＣＯ３濃度は２３．３ｗｔ％である。
【０１４４】
実施例の調製
［Ａｌ２Ｏ３．ＣｅＯ２．ＭｇＯ．Ｂａ］．Ｐｔ．Ｐｄ．ＣｅＯ２−組成物Ａの調製
２．０７ｇ／ｉｎ３［Ａｌ２Ｏ３．ＣｅＯ２．ＭｇＯ．ＢａＣＯ３］（上記の一般的な調製により調製）を蒸留水を用いてスラリーにし、その後、粉砕して平均粒径を減少させた（ｄ９０＝１３−１５μｍ）。３０ｇ／ｆｔ３のマロン酸Ｐｔ及び６ｇ／ｆｔ３の硝酸Ｐｄの溶液をスラリーに添加し、均一になるまで撹拌した。Ｐｔ／Ｐｄを１時間にわたって担体上に吸着させた。このスラリーに、２．１ｇ／ｉｎ３の予備焼成したＣｅＯ２を、その後０．２ｇ／ｉｎ３のアルミナ結合剤を添加し、均一になるまで撹拌して、ウォッシュコートを形成した。
【０１４５】
［Ａｌ２Ｏ３．ＬａＯ］．Ｐｔ．Ｐｄ．ＣｅＯ２−組成物Ｂの調製
マロン酸Ｐｔ（６５ｇｆｔ−３）及び硝酸Ｐｄ（１３ｇｆｔ−３）を、水中［Ａｌ２Ｏ３（９０．０％）．ＬａＯ（４％）］（１．２ｇｉｎ−３）のスラリーに添加した。ＣｅＯ２（０．３ｇｉｎ−３）を添加する前に、Ｐｔ及びＰｄを１時間にわたってアルミナ担体上に吸着させた。結果として生じたスラリーをウォッシュコートにし、天然の増粘剤（ヒドロキシエチルセルロース）で粘性を高めた。
【０１４６】
［Ａｌ２Ｏ３．ＬａＯ］．Ｐｔ．Ｐｄ−組成物Ｃの調製
マロン酸Ｐｔ（６５ｇｆｔ−３）及び硝酸Ｐｄ（１３ｇｆｔ−３）を、水中［Ａｌ２Ｏ３（９０．０％）．ＬａＯ（４％）］（１．２ｇｉｎ−３）のスラリーに添加した。Ｐｔ及びＰｄを１時間にわたってアルミナ担体に吸着させた。結果として生じたスラリーをウォッシュコートにし、天然の増粘剤（ヒドロキシエチルセルロース）で粘性を高めた。
【０１４７】
［ＣｅＯ２］．Ｒｈ．Ｐｔ．Ａｌ２Ｏ３−組成物Ｄの調製
硝酸Ｒｈ（５ｇｆｔ−３）を水中ＣｅＯ２（０．４ｇｉｎ−３）のスラリーに添加した。ｐＨ６．８になるまで水性ＮＨ３を添加し、Ｒｈの吸着を促進させた。これに続き、マロン酸Ｐｔ（５ｇｆｔ−３）をスラリーに添加し、アルミナ（べーマイト、０．２ｇｉｎ−３）及び結合剤（アルミナ、０．１ｇｉｎ−３）を添加する前に、１時間にわたって担体に吸着させた。結果として生じたスラリーをウォッシュコートにした。
【０１４８】
触媒１
ウォッシュコートＡ、Ｃ及びＤのそれぞれを、標準的なコーティング法を使用してセラミック又は金属モノリス上に逐次的にコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。
【０１４９】
触媒２
ウォッシュコートＡ、Ｂ及びＤのそれぞれを、標準的なコーティング法を使用してセラミック又は金属モノリス上に逐次的にコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。
【０１５０】
実験結果
触媒１及び２は、１０％のＨ２Ｏ、２０％のＯ２、及び残部のＮ２からなるガス流中、８００℃で１６時間にわたって熱水的にエイジングした。１．６リットルのベンチ搭載ディーゼルエンジンを使用して、定常状態排出サイクル（目的のＮＯｘ曝露１ｇでの３００ｓリーン及び１０ｓリッチの３サイクル）にわたってそれらを性能試験した。排出は、プレ及びポスト触媒で測定した。
【０１５１】
実施例１
貯蔵されたＮＯｘに応じてＮＯｘ貯蔵効率を測定することにより、触媒のＮＯｘ貯蔵性能を評価した。前提条件を無効にした後の１５０℃での代表的な１サイクルの結果を以下の表１に示す。
2020515395.tif 000002
【０１５２】
表１の結果から、Ｃｅ含有中間層を含む触媒２は、Ｃｅ含有中間層を含まない触媒１よりも高いＮＯｘ貯蔵効率を有することがわかる。
【０１５３】
実施例２
貯蔵されたＮＯｘに応じてＮＯｘ貯蔵効率を測定することにより、触媒のＮＯｘ貯蔵性能を評価した。上記の実施例１よりもさらに前提条件を無効にした後の１５０℃での代表的な１サイクルの結果を以下の表２に示す。
2020515395.tif 000003
【０１５４】
上記の実施例１と同様に、表２の結果から、Ｃｅ含有中間層を含む触媒２は、Ｃｅ含有中間層を含まない触媒１よりも高いＮＯｘ貯蔵効率を有することがわかる。
【０１５５】
実施例３
貯蔵されたＮＯｘに応じてＮＯｘ貯蔵効率を測定することにより、触媒のＮＯｘ貯蔵性能を評価した。前提条件を無効にした後の２００℃での代表的な１サイクルの結果を以下の表１に示す。
2020515395.tif 000004
【０１５６】
表３の結果から、Ｃｅ含有中間層を含む触媒２は、Ｃｅ含有中間層を含まない触媒１よりも高いＮＯｘ貯蔵効率を有することがわかる。
【０１５７】
実施例４
貯蔵されたＮＯｘに応じてＮＯｘ貯蔵効率を測定することにより、触媒のＮＯｘ貯蔵性能を評価した。前提条件を無効にした後の２００℃での代表的な１サイクルの結果を以下の表１に示す。
2020515395.tif 000005
【０１５８】
表４の結果から、Ｃｅ含有中間層を含む触媒２は、Ｃｅ含有中間層を含まない触媒１よりも高いＮＯｘ貯蔵効率を有することがわかる。
【０１５９】
実施例５
ＣＯの変換を経時的に測定することにより、触媒のＣＯ酸化性能を評価した。定常状態試験条件を無効にした後の１７５℃での代表的な１サイクルの結果を以下の表５に示す。
2020515395.tif 000006
【０１６０】
表５の結果から、Ｃｅ含有中間層を含む触媒２は、Ｃｅ含有中間層を含まない触媒１よりも高いＣＯ変換効率を有することがわかる。
【０１６１】
これは、各触媒の１７５℃での２５％及び５０％のＣＯ変換効率にかかる時間によってさらに実証される。触媒１は、１０８秒後に２５％のＣＯ変換効率を、１２１秒後に５０％のＣＯ変換効率を達成した。触媒２は、８５秒後に２５％のＣＯ変換効率を、１１０秒後に５０％のＣＯ変換効率を達成した。したがって、触媒２は、触媒１よりも早くＣＯライトオフ温度を達成する。
【０１６２】
実施例６
ＣＯの変換を経時的に測定することにより、触媒のＣＯ酸化性能を評価した。定常状態試験条件を無効にした後の２００℃での代表的な１サイクルの結果を以下の表６に示す。
2020515395.tif 000007
【０１６３】
表４の結果から、Ｃｅ含有中間層を含む触媒２は、Ｃｅ含有中間層を含まない触媒１よりも高いＣＯ変換効率を有することがわかる。
【０１６４】
これは、各触媒の２００℃での２５％及び５０％のＣＯ変換効率にかかる時間によってさらに実証される。触媒１は、９７秒後に２５％のＣＯ変換効率を、１１８秒後に５０％のＣＯ変換効率を達成した。触媒２は、７６秒後に２５％のＣＯ変換効率を、９９秒後に５０％のＣＯ変換効率を達成した。したがって、触媒２は、触媒１よりも早くＣＯライトオフ温度を達成する。
【国際調査報告】
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2020515395.tif 000009
2020515395.tif 000010
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