▶ ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-18
(45)【発行日】2023-01-26
(54)【発明の名称】より高いＮ２選択性を有する改善されたＮＨ３削減
(51)【国際特許分類】
B01J 35/04 20060101AFI20230119BHJP
B01J 29/76 20060101ALI20230119BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20230119BHJP
F01N 3/08 20060101ALI20230119BHJP
F01N 3/10 20060101ALI20230119BHJP
F01N 3/28 20060101ALI20230119BHJP
【ＦＩ】
B01J35/04 301L
B01J29/76 A ZAB
B01D53/94 222
B01D53/94 245
B01D53/94 228
B01D53/94 280
F01N3/08 B
F01N3/10 A
F01N3/28 301Q
F01N3/28 301P
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020530618
(86)(22)【出願日】2018-12-12
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-02-22
(86)【国際出願番号】 IB2018059953
(87)【国際公開番号】W WO2019116268
(87)【国際公開日】2019-06-20
【審査請求日】2021-12-03
(31)【優先権主張番号】62/598,059
(32)【優先日】2017-12-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】590004718
【氏名又は名称】ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ＪＯＨＮＳＯＮ ＭＡＴＴＨＥＹ ＰＵＢＬＩＣ ＬＩＭＩＴＥＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100132263
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】デイヴィッド・ミカレフ
(72)【発明者】
【氏名】アンドリュー・ニューマン
(72)【発明者】
【氏名】アレックス・コネル・パーソンズ
【審査官】森坂 英昭
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１２／１３２６７８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１０－５４０２３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５２７１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／２０３２４９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｊ ２１／００ － ３８／７４
Ｂ０１Ｄ ５３／８６
Ｂ０１Ｄ ５３／９４
Ｆ０１Ｎ ３／００ － ３／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の触媒コーティング及び第２の触媒コーティングを含む触媒であって、前記第１の触媒コーティングが、１）担体上のＰｔ及び２）金属交換されていないモレキュラーシーブのブレンドを含み、
前記第２の触媒コーティングが、ＳＣＲ触媒を含む、ディーゼルエンジンで生成した排ガスを処理するための触媒。
【請求項2】
前記担体が、シリカ、チタニア、及び／又はＭｅをドープしたアルミナ若しくはチタニアを含み、Ｍｅは、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、又はこれらの２つ以上の混合物から選択される金属を含む、請求項１に記載の触媒。
【請求項3】
前記モレキュラーシーブが、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＭＯＲ、ＭＦＩ、並びにこれらの混合物及び連晶を含む、請求項１に記載の触媒。
【請求項4】
前記Ｐｔが、前記第１の触媒コーティングの重量に対して、約１ｇ／ｆｔ３～約１０ｇ／ｆｔ３の量で存在する、請求項１に記載の触媒。
【請求項5】
前記モレキュラーシーブが、前記第１の触媒コーティングの重量に対して、最大約２ｇ／ｉｎ３の量で存在する、請求項１に記載の触媒。
【請求項6】
前記第１及び第２の触媒コーティングは、排気ガスが前記第１の触媒コーティングに接触する前に、前記第２の触媒コーティングと接触するように構成されている、請求項１に記載の触媒。
【請求項7】
前記第２の触媒コーティングが、前記第１の触媒コーティングと重なり合っている、請求項１に記載の触媒。
【請求項8】
前記第１の触媒コーティング及び前記第２の触媒コーティングが、重なり合っていない、請求項１に記載の触媒。
【請求項9】
前記第１の触媒コーティングが、前記モレキュラーシーブ上に白金族金属を含む、請求項１に記載の触媒。
【請求項10】
ａ．粒子状物質、ＮＯｘ、及び一酸化炭素を含む排気流を排出するディーゼルエンジンと、ｂ．請求項１～９のいずれか一項に記載の触媒（「ＳＣＲ／ＡＳＣ」）と、
を含む、排出処理システム。
【請求項11】
前記ＳＣＲ／ＡＳＣの上流に上流ＳＣＲ触媒を更に含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
前記上流ＳＣＲ触媒が、前記ＳＣＲ／ＡＳＣと密接に結合されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項13】
排気流からの排出量を低減する方法であって、前記排気流を請求項１に記載の触媒と接触させることを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
ディーゼルエンジン、固定ガスタービン、及び他のシステムにおける炭化水素燃焼により、ＮＯ（一酸化窒素）及びＮＯ２（二酸化窒素）を含む窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するために処理する必要のある排気ガスが生成される（形成されるＮＯｘの大部分がＮＯである）。ＮＯｘは、人々に多くの健康問題を引き起こすだけでなく、スモッグや酸性雨の形成などの多くの有害な環境影響を引き起こすことが知られている。排気ガス中のＮＯｘによる人と環境の両方の影響を軽減するために、好ましくは他の有害物質又は有毒物質を生成しないプロセスによって、これらの望ましくない成分を除去することが望ましい。
【0002】
リーンバーンエンジン及びディーゼルエンジンで生成される排気ガスは、概して酸化性のものである。ＮＯｘを単体窒素（Ｎ２）及び水に変換する選択的触媒還元（ＳＣＲ）として知られるプロセスにおいて、触媒及び還元剤を用いてＮＯｘを選択的に還元する必要がある。ＳＣＲプロセスでは、ガス状還元剤、典型的には無水アンモニア、アンモニア水溶液、又は尿素を排気ガス流に添加した後、排気ガスを触媒に接触させる。還元剤は触媒上に吸収され、ＮＯｘは、ガスが触媒された基材の中又は上を通過するときに還元される。ＮＯｘの変換を最大化するためには、多くの場合、化学量論量を超えるアンモニアをガス流に加える必要がある。しかしながら、大気中へ過剰なアンモニアを放出すると、人々の健康及び環境に有害である。加えて、アンモニアは、特にその水性形態で苛性である。排気触媒下流の排気ラインの領域におけるアンモニアと水との凝縮により、排気システムに損傷を与える恐れのある腐食性混合物が生じる場合がある。したがって、排気ガス中のアンモニアの放出を無くす必要がある。従来の排気システムの多くでは、アンモニア酸化触媒（アンモニアスリップ触媒又は「ＡＳＣ」としても知られる）が、ＳＣＲ触媒の下流に設けられており、アンモニアを窒素に変換することによって排気ガスから除去する。アンモニアスリップ触媒を使用することにより、典型的なディーゼル運転サイクルにわたって９０％を超えるＮＯｘ変換を可能にすることができる。
【0003】
ＳＣＲによるＮＯｘ除去、及び窒素への選択的アンモニア変換の両方を提供する触媒を有することが望ましく、アンモニア変換は、車両の運転サイクルにおいて広範囲の温度にわたって起こり、最小の窒素酸化物及び亜酸化窒素の副生成物が形成される。
【発明の概要】
【0004】
本発明のいくつかの実施形態によれば、触媒は、第１の触媒コーティング及び第２の触媒コーティングを含み、第１の触媒コーティングは、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含み、第２の触媒コーティングは、ＳＣＲ触媒を含む。
【0005】
いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒は、銅及びモレキュラーシーブを含むＣｕ－ＳＣＲ触媒、並びに／又は鉄及びモレキュラーシーブを含むＦｅ－ＳＣＲ触媒を含む。担体は、例えば、シリカ、チタニア、及び／又はＭｅをドープしたアルミナ若しくはチタニアのうちの１つ以上を含んでもよく、Ｍｅは、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、又はこれらの２つ以上の混合物から選択される金属を含む。いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブは、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＭＯＲ、ＭＦＩ、並びにこれらの混合物及び連晶を含む。いくつかの実施形態では、Ｐｔは、第１の触媒コーティングの重量に対して、約１ｇ／ｆｔ３～約１０ｇ／ｆｔ３の量で存在する。いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブは、第１の触媒コーティングの重量に対して、最大約２ｇ／ｉｎ３の量で存在する。
【0006】
いくつかの実施形態では、第１及び第２の触媒コーティングは、排気ガスが第１の触媒コーティングに接触する前に、第２の触媒コーティングと接触するように構成されている。特定の実施形態では、第２の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングと完全に重なり合っている。いくつかの実施形態では、第２の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングと部分的に重なり合っている。他の実施形態では、第１の触媒コーティング及び第２の触媒コーティングは、重なり合っていない。
【0007】
いくつかの実施形態では、第１の触媒コーティングは、モレキュラーシーブ上に白金族金属を含む。モレキュラーシーブは、金属交換モレキュラーシーブを含んでもよく、金属は、例えば、銅及び／又は鉄を含み得る。
【0008】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、本明細書に記載の触媒及び基材を含み得る。好適な基材としては、例えば、コーディエライト、高多孔性コーディエライト、金属基材、押出ＳＣＲ、ウォールフローフィルタ、フィルタ、又はＳＣＲＦを挙げることができる。
【0009】
本発明のいくつかの実施形態によれば、排出処理システムは、ａ）粒子状物質、ＮＯｘ、及び一酸化炭素を含む排気流を排出するディーゼルエンジンと、ｂ）本明細書に記載の触媒（「ＳＣＲ／ＡＳＣ」）と、を含む。いくつかの実施形態では、システムは、ＳＣＲ／ＡＳＣの上流に上流ＳＣＲ触媒を含み得る。いくつかの実施形態では、上流ＳＣＲ触媒は、ＳＣＲ／ＡＳＣと密接に結合している。特定の実施形態では、上流ＳＣＲ触媒及びＳＣＲ／ＡＳＣ触媒は、単一の基材上に位置し、上流ＳＣＲ触媒は、基材の入口側に位置し、ＳＣＲ／ＡＳＣ触媒は、基材の出口側に位置している。
【0010】
本発明のいくつかの実施形態によれば、排気流からの排出量を低減する方法は、排気流を本明細書に記載の触媒と接触させることを含む。いくつかの実施形態では、触媒は、第１の触媒コーティング中にモレキュラーシーブを含まないことを除いて同等である触媒と比較して、より低いピークのＮ２Ｏ排出量をもたらす。いくつかの実施形態では、触媒は、第１の触媒コーティング中にモレキュラーシーブを含まないことを除いて同等である触媒と比較して、ピークのＮ２Ｏ排出量において少なくとも約２５％の低減をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１の触媒コーティングの一部と重なり合っている第２の触媒コーティングと、を有する触媒構成を示す。
【図2】出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、基材の軸方向全体の長さを被覆し、第１の触媒コーティングと重なり合っている第２の触媒コーティングと、を有する触媒構成を示す。
【図3】基材の軸方向全体の長さを被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１の触媒コーティングの一部と重なり合っている第２の触媒コーティングと、を有する触媒構成を示す。
【図4】基材の軸方向全体の長さを被覆する第１の触媒コーティングと、基材の軸方向全体の長さを被覆し、第１の触媒コーティングと重なり合っている第２の触媒コーティングと、を有する触媒構成を示す。
【図5】出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第２の触媒コーティングと、を有し、第１及び第２の触媒コーティングが重なり合っていない、触媒構成を示す。
【図6】出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第２の触媒コーティングと、を有し、第１及び第２の触媒コーティングが重なり合っていない、触媒構成を示す。触媒は、第１の触媒コーティングの少なくとも一部を被覆する更なる触媒コーティングを含む。
【図7】出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第２の触媒コーティングと、を有し、第１及び第２の触媒コーティングが重なり合っておらず、それらの間に空間を有する、触媒構成を示す。
【図8】第１及び第２のコーティングは、基材の出口端部に位置し得る、押出ＳＣＲ基材を有する触媒構成を示す。
【図9】第１の触媒コーティングは、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆しており、第２の触媒コーティングもまた、出口端部から入口端部に向かって延び、該第２の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングを完全に被覆し、少し先まで延びているが、基材の軸方向全体の長さを被覆していない、押出ＳＣＲ基材を有する触媒構成を示す。
【図10】ＮＨ３変換及びＮ２Ｏ選択性の試験結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の触媒は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）及びアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）機能を有する触媒物品に関する。触媒物品は、ＳＣＲ触媒を含む層（本明細書では、第２の触媒コーティングと称され得る）と、１）担体上の白金、及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む層（本明細書では第１の触媒コーティングと称され得る）と、を有し得る。従来、このような触媒物品は、上層又は前層にＳＣＲ機能、及び底層又は後層にＡＳＣ機能を含んでいた。本発明の触媒では、触媒コーティングは、排気ガスが第１の触媒コーティングと接触する前に、第２の触媒コーティングと接触するように配置されてもよい。驚くべきことに、第１及び第２の層の両方にモレキュラーシーブを含めることにより、ＮＨ３変換に対する様々な利点及び有利な点が得られるだけでなく、望ましい選択性及び触媒活性を有するゾーン化されたＡＳＣ構成が得られることが見出された。特に、ゼオライト及び金属ゼオライトなどのモレキュラーシーブをＡＳＣの酸化成分に組み込むことにより、ＮＨ３の削減及びＮ２への選択性を改善することができる。
【0013】
本発明の触媒物品は、軸方向長さを有する基材上に様々な構成を有し得る。いくつかの実施形態では、触媒物品は、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１の触媒コーティングの一部と重なり合っている第２の触媒コーティングと、を有する。
【0014】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、基材の軸方向全体の長さを被覆し、第１の触媒コーティングと重なり合っている第２の触媒コーティングと、を有する。
【0015】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、基材の軸方向全体の長さを被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１の触媒コーティングの一部と重なり合っている第２の触媒コーティングと、を有する。
【0016】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、基材の軸方向全体の長さを被覆する第１の触媒コーティングと、基材の軸方向全体の長さを被覆し、第１の触媒コーティングと重なり合っている第２の触媒コーティングと、を有する。
【0017】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第２の触媒コーティングと、を有し、第１及び第２の触媒コーティングが重なり合っていない。
【0018】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第２の触媒コーティングであって、第１及び第２の触媒コーティングが重なり合っていない、第２の触媒コーティングと、出口端部から延び、第１の触媒コーティングの少なくとも一部を被覆する更なる触媒コーティングと、を有する。
【0019】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第１の触媒コーティングと、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆する第２の触媒コーティングと、を有し、第１及び第２の触媒コーティングは、重なり合っておらず、それらの間に空間を有している。
【0020】
いくつかの実施形態では、基材は押出ＳＣＲである。押出成形された基材を有するいくつかの実施形態では、押出成形された基材の少なくとも一部は、コーティングされていないまま残されている。いくつかの実施形態では、第１及び第２のコーティングは、押出成形された基材の出口端部に位置してもよい。いくつかの実施形態では、第２のコーティングは、第１のコーティングよりも基材の入口端部に向かって更に延びている。
【0021】
アンモニア酸化触媒
本発明の触媒物品は、アンモニアスリップ触媒（「ＡＳＣ」）とも呼ばれる１つ以上のアンモニア酸化触媒を含み得る。１つ以上のＡＳＣは、ＳＣＲ触媒と共に、又はＳＣＲ触媒の下流に含まれて、過剰なアンモニアを酸化し、それが大気に放出されるのを防ぐことができる。いくつかの実施形態では、ＡＳＣは、ＳＣＲ触媒と同じ基材上に含まれてもよく、又はＳＣＲ触媒とブレンドされてもよい。特定の実施形態では、ＡＳＣ材料は、ＮＯｘ又はＮ２Ｏの形成の代わりにアンモニアの窒素への酸化を促進するように選択されてもよい。好ましい触媒材料としては、白金、パラジウム、又はこれらの組み合わせが挙げられる。ＡＳＣは、担体上に担持された白金及び／又はパラジウムを含み得る。いくつかの実施形態では、担体は金属酸化物を含み得る。いくつかの実施形態では、担体は、シリカ、チタニア、及び／又はＭｅをドープしたアルミナ若しくはチタニアを含んでもよく、Ｍｅは、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、又はこれらの２つ以上の混合物のリストからの金属であってもよい。いくつかの実施形態では、ＡＳＣは、ゼオライトなどのモレキュラーシーブ上に担持された白金及び／又はパラジウムを含み得る。いくつかの実施形態では、触媒は、アルミナを含むがこれに限定されない、高表面積担体上に配置されている。
本発明の触媒物品は、アンモニアスリップ触媒（「ＡＳＣ」）とも呼ばれる１つ以上のアンモニア酸化触媒を含み得る。１つ以上のＡＳＣは、ＳＣＲ触媒と共に、又はＳＣＲ触媒の下流に含まれて、過剰なアンモニアを酸化し、それが大気に放出されるのを防ぐことができる。いくつかの実施形態では、ＡＳＣは、ＳＣＲ触媒と同じ基材上に含まれてもよく、又はＳＣＲ触媒とブレンドされてもよい。特定の実施形態では、ＡＳＣ材料は、ＮＯｘ又はＮ２Ｏの形成の代わりにアンモニアの窒素への酸化を促進するように選択されてもよい。好ましい触媒材料としては、白金、パラジウム、又はこれらの組み合わせが挙げられる。ＡＳＣは、担体上に担持された白金及び／又はパラジウムを含み得る。いくつかの実施形態では、担体は金属酸化物を含み得る。いくつかの実施形態では、担体は、シリカ、チタニア、及び／又はＭｅをドープしたアルミナ若しくはチタニアを含んでもよく、Ｍｅは、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、又はこれらの２つ以上の混合物のリストからの金属であってもよい。いくつかの実施形態では、ＡＳＣは、ゼオライトなどのモレキュラーシーブ上に担持された白金及び／又はパラジウムを含み得る。いくつかの実施形態では、触媒は、アルミナを含むがこれに限定されない、高表面積担体上に配置されている。
【0022】
いくつかの実施形態では、ＡＳＣは、１）担体上の白金族金属、及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含み得る。ＡＳＣは、１）担体上の白金族金属、及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含んでもよく、これから本質的になってもよく、又はこれからなってもよい。いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブはゼオライトを含む。いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブは、金属交換モレキュラーシーブを含み、金属は、例えば、銅及び／又は鉄を含み得る。いくつかの実施形態では、好適なモレキュラーシーブは、例えば、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＭＯＲ、ＭＦＩ、並びにこれらの混合物及び連晶を含む。モレキュラーシーブは、以下に詳細に記載されるモレキュラーシーブのいずれかを含み得る。
【0023】
いくつかの実施形態では、ＡＳＣは、ＡＳＣの総体積に対して、約１ｇ／ｆｔ３～約１０ｇ／ｆｔ３、約１ｇ／ｆｔ３～約５ｇ／ｆｔ３、約１ｇ／ｆｔ３～約３ｇ／ｆｔ３、約１ｇ／ｆｔ３、約２ｇ／ｆｔ３、約３ｇ／ｆｔ３、約４ｇ／ｆｔ３、約５ｇ／ｆｔ３、約６ｇ／ｆｔ３、約７ｇ／ｆｔ３、約８ｇ／ｆｔ３、約９ｇ／ｆｔ３、又は約１０ｇ／ｆｔ３の量で白金族金属を含み得る。
【0024】
いくつかの実施形態では、ＡＳＣは、ＡＳＣの総体積に対して、最大約２ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３～約２ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３～約１ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３～約０．５ｇ／ｉｎ３、約０．２ｇ／ｉｎ３～約０．５ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３、約０．２ｇ／ｉｎ３、約０．３ｇ／ｉｎ３、約０．４ｇ／ｉｎ３、約０．５ｇ／ｉｎ３、約１ｇ／ｉｎ３、約１．５ｇ／ｉｎ３、又は約２ｇ／ｉｎ３の量でモレキュラーシーブを含み得る。
【0025】
いくつかの実施形態では、ＡＳＣは、モレキュラーシーブ上に分布した白金族金属を含む。ＡＳＣは、モレキュラーシーブ系ＡＳＣ配合物を含んでもよく、これからなってもよく、又はこれから本質的になってもよい。
【0026】
概ね、ＡＳＣに含まれるモレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩骨格（例えば、ゼオライト）、アルミノリン酸塩骨格（例えば、Ａ１ＰＯ）、シリコアルミノリン酸塩骨格（例えば、ＳＡＰＯ）ヘテロ原子含有アルミノケイ酸塩骨格、ヘテロ原子含有アルミノリン酸塩骨格（例えば、ＭｅＡｌＰＯ、Ｍｅが金属である）、又はヘテロ原子含有シリコアルミノリン酸塩骨格（例えば、ＭｅＳＡＰＯ、Ｍｅが金属である）を有するモレキュラーシーブを含み得る。ヘテロ原子（すなわち、ヘテロ原子含有骨格）は、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、バナジウム（Ｖ）銅（Ｃｕ）、及びこれらの任意の２つ以上の組み合わせからなる群から選択されてもよい。ヘテロ原子は金属であることが好ましい（例えば、上記ヘテロ原子含有骨格のそれぞれは、金属含有骨格であってもよい）。
【0027】
本明細書におけるモレキュラーシーブの説明では、白金系金属の担体として、及び／又は担体上の白金系金属とブレンドされた成分として好適であり得るモレキュラーシーブについて記載する。いくつかの実施形態では、ＡＳＣ中に存在するモレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩骨格（例えば、ゼオライト）又はシリコアルミノリン酸塩骨格（例えば、ＳＡＰＯ）を有するモレキュラーシーブを含む、又はそれから本質的になる。
【0028】
モレキュラーシーブがアルミノケイ酸塩骨格（例えば、モレキュラーシーブはゼオライトである）を有する場合、典型的には、モレキュラーシーブは、５～２００（例えば１０～２００）、１０～１００（例えば１０～３０又は２０～８０）、例えば１２～４０、又は１５～３０のシリカとアルミナとのモル比（ＳＡＲ）を有する。いくつかの実施形態では、好適なモレキュラーシーブは、＞２００、＞６００、又は＞１２００のＳＡＲを有する。いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブは、約１５００～約２１００のＳＡＲを有する。
【0029】
典型的には、モレキュラーシーブは微孔性である。微孔性モレキュラーシーブは、直径が２ｎｍ未満の細孔を有する（例えば、「微孔性」のＩＵＰＡＣ定義に従う［Ｐｕｒｅ＆Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，６６（８），（１９９４），１７３９－１７５８を参照されたい］）。
【0030】
ＡＳＣに含まれるモレキュラーシーブは、小細孔モレキュラーシーブ（例えば、８個の四面体原子の最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）、中細孔モレキュラーシーブ（例えば、１０個の四面体原子の最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）又は大細孔モレキュラーシーブ（例えば、１２個の四面体原子の最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含み得る。
【0031】
モレキュラーシーブが小細孔モレキュラーシーブである場合、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＬＴＡ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＦＷ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ及びＺＯＮ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくは連晶からなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ：Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ Ｔｙｐｅ Ｃｏｄｅ）によって表される骨格構造を有し得る。好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＬＴＡ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ及びＩＴＥからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。より好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ及びＡＥＩからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。小細孔モレキュラーシーブは、ＦＴＣのＣＨＡによって表される骨格構造を有し得る。小細孔モレキュラーシーブは、ＦＴＣのＡＥＩによって表される骨格構造を有し得る。小細孔モレキュラーシーブがゼオライトであり、ＦＴＣのＣＨＡで表される骨格を有する場合、ゼオライトはチャバザイトであり得る。
【0032】
モレキュラーシーブが中細孔モレキュラーシーブである場合、中細孔モレキュラーシーブは、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、－ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、－ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ及びＷＥＮ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくは連晶からなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ）によって表される骨格構造を有し得る。好ましくは、中細孔モレキュラーシーブは、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、及びＳＴＴからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。より好ましくは、中細孔モレキュラーシーブは、ＦＥＲ及びＭＦＩ、特にＭＦＩからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。中細孔モレキュラーシーブがゼオライトであり、ＦＴＣのＦＥＲ又はＭＦＩによって表される骨格を有する場合、ゼオライトはフェリエライト、シリカライト、又はＺＳＭ－５であり得る。
【0033】
モレキュラーシーブが大細孔モレキュラーシーブである場合、大細孔モレキュラーシーブは、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、－ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ及びＶＥＴ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくは連晶からなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ）によって表される骨格構造を有し得る。好ましくは、大細孔モレキュラーシーブは、ＡＦＩ、ＢＥＡ、ＭＡＺ、ＭＯＲ、及びＯＦＦからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。より好ましくは、大細孔モレキュラーシーブは、ＢＥＡ、ＭＯＲ、及びＭＦＩからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。大細孔モレキュラーシーブがゼオライトであり、ＦＴＣのＢＥＡ、ＦＡＵ又はＭＯＲによって表される骨格を有する場合、ゼオライトは、βゼオライト、フォージャサイト、ゼオライトＹ、ゼオライトＸ、又はモルデナイトであってもよい。
【0034】
いくつかの実施形態では、白金族金属は、白金族金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約１０重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約６重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約５重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約４重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．１重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．３重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．５重量％、白金族金属及び担体の総重量の約１重量％、白金族金属及び担体の総重量の約２重量％、白金族金属及び担体の総重量の約３重量％、白金族金属及び担体の総重量の約４重量％、白金族金属及び担体の総重量の約５重量％、白金族金属及び担体の総重量の約６重量％、白金族金属及び担体の総重量の約７重量％、白金族金属及び担体の総重量の約８重量％、白金族金属及び担体の総重量の約９重量％、又は白金族金属及び担体の総重量の約１０重量％の量で担体上に存在する。担体が非ゼオライト担体を含む場合、白金族金属は、白金族金属及び担体の総重量の約０．０５重量％～約１重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約１重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約０．７重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．１重量％～約０．５重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．２重量％～約０．４重量％、又は白金族金属及び担体の総重量の約０．３重量％の量で担体上に存在し得る。担体がゼオライト担体を含む場合、白金族金属は、白金族金属及び担体の総重量の約０．５重量％～約１０重量％、白金族金属及び担体の総重量の約０．５重量％～約７重量％、白金族金属及び担体の総重量の約１重量％～約５重量％、白金族金属及び担体の総重量の約２重量％～約４重量％、又は白金族金属及び担体の総重量の約０．３重量％の量で担体上に存在し得る。
【0035】
いくつかの実施形態では、触媒物品は、第１の触媒コーティング中のＡＳＣ組成物及び第２の触媒コーティング中のＡＳＣ組成物を含み得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２の触媒コーティング中のＡＳＣ組成物は、互いに同じ配合物を含み得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２の触媒コーティング中のＡＳＣ組成物は、互いに異なる配合物を含み得る。
【0036】
ＳＣＲ触媒
本発明のシステムは、１つ以上のＳＣＲ触媒を含み得る。
本発明のシステムは、１つ以上のＳＣＲ触媒を含み得る。
【0037】
本発明の排気システムは、アンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を排気ガスに導入するためのインジェクタの下流に位置決めされたＳＣＲ触媒を含み得る。ＳＣＲ触媒は、アンモニア又はアンモニアに分解可能な化合物を注入するために、インジェクタのすぐ下流（例えば、インジェクタとＳＣＲ触媒との間に介在する触媒が存在しない）に位置決めされてもよい。
【0038】
いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒は、基材及び触媒組成物を含む。基材は、フロースルー基材又は濾過基材であり得る。ＳＣＲ触媒がフロースルー基材を有する場合、基材はＳＣＲ触媒組成物を含んでもよい（すなわち、ＳＣＲ触媒は押出によって得られる）、又はＳＣＲ触媒組成物は、基材上に配置又は担持されてもよい（すなわち、ＳＣＲ触媒組成物は、ウォッシュコーティング法によって基材上に適用される）。
【0039】
ＳＣＲ触媒が濾過基材を有する場合、それは、本明細書で略語「ＳＣＲＦ」と称される、選択的触媒還元フィルタ触媒である。ＳＣＲＦは、濾過基材及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）組成物を含む。本出願全体でのＳＣＲ触媒の使用への言及は、該当する場合、ＳＣＲＦ触媒の使用も含むと理解される。
【0040】
選択的触媒還元組成物は、金属酸化物系ＳＣＲ触媒配合物、モレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物、又はこれらの混合物を含んでもよく、又はこれから本質的になってもよい。このようなＳＣＲ触媒配合物は、当該技術分野において既知である。
【0041】
選択的触媒還元組成物は、金属酸化物系ＳＣＲ触媒配合物を含んでもよく、又はこれから本質的になってもよい。金属酸化物系ＳＣＲ触媒配合物は、耐火性酸化物上に担持されたバナジウム若しくはタングステン又はこれらの混合物を含む。耐火性酸化物は、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【0042】
金属酸化物系ＳＣＲ触媒配合物は、チタニア（例えば、ＴｉＯ２）、セリア（例えば、ＣｅＯ２）、からなる群から選択される耐火性酸化物上に担持された、バナジウムの酸化物（例えば、Ｖ２Ｏ５）及び／又はタングステンの酸化物（例えば、ＷＯ３）、並びにセリウム及びジルコニウムの混合酸化物又は複合酸化物（例えば、ＣｅｘＺｒ（１－ｘ）Ｏ２、ｘ＝０．１～０．９、好ましくはｘ＝０．２～０．５）を含んでもよく、又はこれから本質的になってもよい。
【0043】
耐火性酸化物がチタニア（例えば、ＴｉＯ２）である場合、好ましくは、バナジウムの酸化物の濃度は、（例えば、金属酸化物系ＳＣＲ配合物の）０．５～６重量％であり、及び／又はタングステンの酸化物（例えば、ＷＯ３）の濃度は３～１５重量％である。より好ましくは、バナジウムの酸化物（例えば、Ｖ２Ｏ５）及びタングステンの酸化物（例えば、ＷＯ３）は、チタニア（例えば、ＴｉＯ２）上に担持される。
【0044】
耐火性酸化物がセリア（例えばＣｅＯ２）である場合、好ましくは、バナジウムの酸化物の濃度は、（例えば、金属酸化物系ＳＣＲ配合物の）０．１～９重量％であり、及び／又はタングステンの酸化物（例えば、ＷＯ３）の濃度は０．１～９重量％である。
【0045】
金属酸化物系ＳＣＲ触媒配合物は、チタニア（例えば、ＴｉＯ２）上に担持された、バナジウムの酸化物（例えば、Ｖ２Ｏ５）、及び所望によりタングステン酸化物（例えば、ＷＯ３）を含んでもよく、又はこれから本質的になってもよい。
【0046】
選択的触媒還元組成物は、モレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物を含んでもよく、又はこれから本質的になってもよい。モレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物は、所望により遷移金属交換モレキュラーシーブであるモレキュラーシーブを含む。ＳＣＲ触媒配合物は、遷移金属交換モレキュラーシーブを含むことが好ましい。
【0047】
概ね、モレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物は、アルミノケイ酸塩骨格（例えば、ゼオライト）、アルミノリン酸塩骨格（例えば、Ａ１ＰＯ）、シリコアルミノリン酸塩骨格（例えば、ＳＡＰＯ）、ヘテロ原子含有アルミノケイ酸塩骨格、ヘテロ原子含有アルミノリン酸骨格（例えば、ＭｅＡｌＰＯ、Ｍｅが金属である）、又はヘテロ原子含有シリコアルミノリン酸塩骨格を有する（例えば、ＭｅＡＰＳＯ、Ｍｅが金属である）モレキュラーシーブを含み得る。ヘテロ原子（すなわち、ヘテロ原子含有骨格）は、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、バナジウム（Ｖ）、及びこれらの任意の２つ以上の組み合わせからなる群から選択されてもよい。ヘテロ原子は金属であることが好ましい（例えば、上記ヘテロ原子含有骨格のそれぞれは、金属含有骨格であってもよい）。
【0048】
モレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物は、アルミノケイ酸塩骨格（例えば、ゼオライト）又はシリコアルミノリン酸塩骨格（例えば、ＳＡＰＯ）を有するモレキュラーシーブを含んでもよく、又はこれから本質的になってもよい。
【0049】
モレキュラーシーブがアルミノケイ酸塩骨格（例えば、モレキュラーシーブはゼオライトである）を有する場合、典型的には、モレキュラーシーブは、５～２００（例えば、１０～２００）、好ましくは１０～１００（例えば、１０～３０又は２０～８０）、例えば、１２～４０、より好ましくは１５～３０の、シリカとアルミナとのモル比（ＳＡＲ）を有する。
【0050】
典型的には、モレキュラーシーブは微孔性である。微孔性モレキュラーシーブは、直径が２ｎｍ未満の細孔を有する（例えば、「微孔性」のＩＵＰＡＣ定義に従う［Ｐｕｒｅ＆Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，６６（８），（１９９４），１７３９－１７５８）を参照されたい］）。
【0051】
モレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物は、小細孔モレキュラーシーブ（例えば、８個の四面体原子の最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）、中細孔モレキュラーシーブ（例えば、１０個の四面体原子の最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）又は大細孔モレキュラーシーブ（例えば、１２個の四面体原子の最大環サイズを有するモレキュラーシーブ）、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含んでもよい。
【0052】
モレキュラーシーブが小細孔モレキュラーシーブである場合、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＬＴＡ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＦＷ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ及びＺＯＮ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくは連晶からなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ）によって表される骨格構造を有し得る。好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＬＴＡ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ及びＩＴＥからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。より好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ及びＡＥＩからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。小細孔モレキュラーシーブは、ＦＴＣのＣＨＡによって表される骨格構造を有し得る。小細孔モレキュラーシーブは、ＦＴＣのＡＥＩによって表される骨格構造を有し得る。小細孔モレキュラーシーブがゼオライトであり、ＦＴＣのＣＨＡで表される骨格を有する場合、ゼオライトはチャバザイトであってもよい。
【0053】
モレキュラーシーブが中細孔モレキュラーシーブである場合、中細孔モレキュラーシーブは、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、－ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、－ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ及びＷＥＮ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくは連晶からなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ）によって表される骨格構造を有し得る。好ましくは、中細孔モレキュラーシーブは、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、及びＳＴＴからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。より好ましくは、中細孔モレキュラーシーブは、ＦＥＲ及びＭＦＩ、特にＭＦＩからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。中細孔モレキュラーシーブがゼオライトであり、ＦＴＣのＦＥＲ又はＭＦＩによって表される骨格を有する場合、ゼオライトはフェリエライト、シリカライト、又はＺＳＭ－５であってもよい。
【0054】
モレキュラーシーブが大細孔モレキュラーシーブである場合、大細孔モレキュラーシーブは、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、－ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ及びＶＥＴ、又はこれらの２つ以上の混合物及び／若しくは連晶からなる群から選択される骨格型コード（ＦＴＣ）によって表される骨格構造を有し得る。好ましくは、大細孔モレキュラーシーブは、ＡＦＩ、ＢＥＡ、ＭＡＺ、ＭＯＲ、及びＯＦＦからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。より好ましくは、大細孔モレキュラーシーブは、ＢＥＡ、ＭＯＲ、及びＭＦＩからなる群から選択されるＦＴＣによって表される骨格構造を有する。大細孔モレキュラーシーブがゼオライトであり、ＦＴＣのＢＥＡ、ＦＡＵ又はＭＯＲによって表される骨格を有する場合、ゼオライトは、βゼオライト、フォージャサイト、ゼオライトＹ、ゼオライトＸ、又はモルデナイトであってもよい。
【0055】
モレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物は、好ましくは遷移金属交換モレキュラーシーブを含む。遷移金属は、コバルト、銅、鉄、マンガン、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウム、及びレニウムからなる群から選択され得る。
【0056】
遷移金属は銅であってもよい。銅交換されたモレキュラーシーブを含有するＳＣＲ触媒配合物の有利な点は、そのような配合物が、優れた低温ＮＯｘ還元活性を有することである（例えば、鉄交換されたモレキュラーシーブの低温ＮＯｘ還元活性よりも優れたものにできる）。Ｃｕ－ＳＣＲ触媒配合物としては、例えば、Ｃｕ交換ＳＡＰＯ－３４、Ｃｕ交換ＣＨＡゼオライト、Ｃｕ交換ＡＥＩゼオライト、Ｃｕ交換ＦＥＲゼオライト、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。
【0057】
遷移金属は、モレキュラーシーブの外部表面上の骨格外部位に存在してもよく、又はモレキュラーシーブのチャネル、空洞、若しくはケージ内に存在してもよい。
【0058】
典型的には、遷移金属交換モレキュラーシーブは、遷移金属交換モレキュラーシーブの０．１０～１０重量％の量、好ましくは遷移金属交換モレキュラーシーブの０．２～５重量％の量で遷移金属を含む。
【0059】
概ね、選択的触媒還元触媒は、０．５～４．０ｇ／ｉｎ３、好ましくは１．０～３．０ｇ／ｉｎ３の総担持量で選択的触媒還元組成物を含む。
【0060】
ＳＣＲ触媒組成物は、金属酸化物系ＳＣＲ触媒配合物と、モレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物との混合物を含み得る。好適な金属酸化物系ＳＣＲ触媒配合物は、チタニア（例えば、ＴｉＯ２）上に担持された、バナジウムの酸化物（例えば、Ｖ２Ｏ５）、及び所望によりタングステン酸化物（例えば、ＷＯ３）を含んでもよく、これからなってもよく、又はこれから本質的になってもよい。好適なモレキュラーシーブ系ＳＣＲ触媒配合物は、遷移金属交換モレキュラーシーブを含み得る。
【0061】
ＳＣＲ触媒がＳＣＲＦである場合、濾過基材は、好ましくはウォールフローフィルタ基材モノリスであってもよい。ウォールフローフィルタ基材モノリス（例えば、ＳＣＲ－ＤＰＦ）は、典型的には、６０～４００セル／平方インチ（ｃｐｓｉ）のセル密度を有する。ウォールフローフィルタ基材モノリスは、１００～３５０ｃｐｓｉ、より好ましくは２００～３００ｃｐｓｉのセル密度を有することが好ましい。
【0062】
ウォールフローフィルタ基材モノリスは、０．２０～０．５０ｍｍ、好ましくは０．２５～０．３５ｍｍ（例えば、約０．３０ｍｍ）の壁厚（例えば、平均内部壁厚）を有し得る。
【0063】
概ね、コーティングされていないウォールフローフィルタ基材モノリスは、５０～８０％、好ましくは５５～７５％、より好ましくは６０～７０％の多孔率を有する。
【0064】
コーティングされていないウォールフローフィルタ基材モノリスは、典型的には、少なくとも５μｍの平均細孔径を有する。平均細孔径は、１０～４０μｍ、例えば１５～３５μｍ、より好ましくは２０～３０μｍであることが好ましい。
【0065】
ウォールフローフィルタ基材は、対称セル設計又は非対称セル設計を有し得る。
【0066】
ＳＣＲＦの場合、概ね、選択的触媒還元組成物は、ウォールフローフィルタ基材モノリスの壁内に配置されている。加えて、選択的触媒還元組成物は、入口チャネルの壁上に、及び／又は出口チャネルの壁上に配置されてもよい。
【0067】
コーティング及び構成
本発明の実施形態は、ＳＣＲ触媒を含むコーティング、及びＡＳＣを含むコーティングを含み得る。いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒は、第２の触媒コーティングに含まれ、ＡＳＣは、第１の触媒コーティングに含まれる。第２の触媒コーティングは、ＳＣＲ触媒を含んでもよく、これから本質的になってもよく、又はこれからなってもよい。第１の触媒コーティングは、１）担体上の白金族金属、及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含んでもよく、これから本質的になってもよく、又はこれからなってもよい。いくつかの実施形態では、ＡＳＣ技術におけるモレキュラーシーブ及び金属交換モレキュラーシーブの使用により、ＮＨ３除去及びＮ２選択性の両方を改善し得る。このようなコンセプトは次の理由により機能することができる。その理由としては、特に約４００℃未満で、ＮＨ３を除去して酸化反応に対抗する代替のメカニズムが導入されるためである。Ｎ２ＯがＮＨ３酸化の主な生成物であるのは、これらの温度である。驚くべきことに、酸化層中にアンモニア吸蔵成分を含めることにより、ＮＨ３が酸化又は吸蔵され得るものであり、高温ではＮＨ３が放出され、その後ＮＯｘを除去するように機能するため、利点をもたらし得ることが見出された。
本発明の実施形態は、ＳＣＲ触媒を含むコーティング、及びＡＳＣを含むコーティングを含み得る。いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒は、第２の触媒コーティングに含まれ、ＡＳＣは、第１の触媒コーティングに含まれる。第２の触媒コーティングは、ＳＣＲ触媒を含んでもよく、これから本質的になってもよく、又はこれからなってもよい。第１の触媒コーティングは、１）担体上の白金族金属、及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含んでもよく、これから本質的になってもよく、又はこれからなってもよい。いくつかの実施形態では、ＡＳＣ技術におけるモレキュラーシーブ及び金属交換モレキュラーシーブの使用により、ＮＨ３除去及びＮ２選択性の両方を改善し得る。このようなコンセプトは次の理由により機能することができる。その理由としては、特に約４００℃未満で、ＮＨ３を除去して酸化反応に対抗する代替のメカニズムが導入されるためである。Ｎ２ＯがＮＨ３酸化の主な生成物であるのは、これらの温度である。驚くべきことに、酸化層中にアンモニア吸蔵成分を含めることにより、ＮＨ３が酸化又は吸蔵され得るものであり、高温ではＮＨ３が放出され、その後ＮＯｘを除去するように機能するため、利点をもたらし得ることが見出された。
【0068】
いくつかの実施形態では、第１の触媒コーティング及び第２の触媒コーティングは重なり合って、３つのゾーン：主にＮＯｘを除去する第１のゾーン、主にアンモニアをＮ２に酸化する第２のゾーン、並びに一酸化炭素及び炭化水素を主に酸化する第３のゾーンを形成する。いくつかの実施形態では、第１の触媒コーティング及び第２の触媒コーティングは、２つのゾーン：主にＮＯｘを除去する第１のゾーン、及び主にアンモニアをＮ２に酸化する第２のゾーンを形成するように構成される。
【0069】
いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒は、銅及びモレキュラーシーブを含むＣｕ－ＳＣＲ触媒、並びに／又は鉄及びモレキュラーシーブを含むＦｅ－ＳＣＲ触媒を含む。典型的には、遷移金属交換モレキュラーシーブは、遷移金属交換モレキュラーシーブの０．１０～１０重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの０．１０～８重量％、遷移金属交換モレキュラーシーブの０．２０～７重量％の量で、好ましくは遷移金属交換モレキュラーシーブの０．２～５重量％の量で遷移金属を含む。概ね、選択的触媒還元触媒は、０．５～４．０ｇ／ｉｎ３、好ましくは１．０～３．０ｇ／ｉｎ３の総担持量で選択的触媒還元組成物を含む。
【0070】
本明細書に記載されるように、第１の触媒コーティングは、１）担体上の白金族金属、及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む。いくつかの実施形態では、第１の触媒コーティングは、担体上に白金を含み、担体は、金属酸化物、ガンマアルミナ、シリカ（１２％）チタニア（８８％）などのシリカチタニア、シリカ、チタニア、及び／又はＭｅをドープしたアルミナ若しくはチタニアを含み、Ｍｅは、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｂａ、Ｆａ、Ｃｅ、Ｚｒ、又はこれらの２つ以上の混合物のリストからの金属であり得る。いくつかの実施形態では、第１の触媒コーティングは、ゼオライトなどのモレキュラーシーブ上に担持された白金を含み得る。このような担体に好適なモレキュラーシーブは、例えば、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＭＯＲ、ＭＦＩ、並びにこれらの混合物及び連晶を含み得る。
【0071】
いくつかの実施形態では、第１の触媒コーティング中のモレキュラーシーブはゼオライトである。いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブは、金属交換モレキュラーシーブを含み、金属は、例えば、銅及び／又は鉄を含み得る。いくつかの実施形態では、好適なモレキュラーシーブは、例えば、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＭＯＲ、ＭＦＩ、並びにこれらの混合物及び連晶を含む。
【0072】
第１の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングの総体積に対して、約１ｇ／ｆｔ３～約１０ｇ／ｆｔ３、約１ｇ／ｆｔ３～約５ｇ／ｆｔ３、約１ｇ／ｆｔ３～約３ｇ／ｆｔ３、約１ｇ／ｆｔ３、約２ｇ／ｆｔ３、約３ｇ／ｆｔ３、約４ｇ／ｆｔ３、約５ｇ／ｆｔ３、約６ｇ／ｆｔ３、約７ｇ／ｆｔ３、約８ｇ／ｆｔ３、約９ｇ／ｆｔ３、又は約１０ｇ／ｆｔ３の量の白金を含み得る。第１の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングの総体積に対して、約０．１ｇ／ｉｎ３～約５ｇ／ｉｎ３、約０．２ｇ／ｉｎ３～約４ｇ／ｉｎ３、約０．２ｇ／ｉｎ３～約０．５ｇ／ｉｎ３、約１ｇ／ｉｎ３～約５ｇ／ｉｎ３、約２ｇ／ｉｎ３～約４ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３、約０．２ｇ／ｉｎ３、約０．３ｇ／ｉｎ３、約０．４ｇ／ｉｎ３、約０．５ｇ／ｉｎ３、約１ｇ／ｉｎ３、約１．５ｇ／ｉｎ３、約２ｇ／ｉｎ３、約３ｇ／ｉｎ３、約４ｇ／ｉｎ３、又は約５ｇ／ｉｎ３の量のモレキュラーシーブを含み得る。担体がモレキュラーシーブを含まない場合、第１の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングの総体積に対して、約０．１ｇ／ｉｎ３～約２ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３～約１ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３～約０．５ｇ／ｉｎ３、約０．２ｇ／ｉｎ３～約０．５ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３、約０．２ｇ／ｉｎ３、約０．３ｇ／ｉｎ３、約０．４ｇ／ｉｎ３、約０．５ｇ／ｉｎ３、約１ｇ／ｉｎ３、約１．５ｇ／ｉｎ３、又は約２ｇ／ｉｎ３の量のモレキュラーシーブを含み得る。担体がモレキュラーシーブを含む場合、第１の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングの総体積に対して、約０．１ｇ／ｉｎ３～約５ｇ／ｉｎ３、約１ｇ／ｉｎ３～約５ｇ／ｉｎ３、約１．５ｇ／ｉｎ３～約４．５ｇ／ｉｎ３、約２ｇ／ｉｎ３～約４ｇ／ｉｎ３、約０．１ｇ／ｉｎ３、約０．５ｇ／ｉｎ３、約１ｇ／ｉｎ３、約２ｇ／ｉｎ３、約３ｇ／ｉｎ３、約４ｇ／ｉｎ３、又は約５ｇ／ｉｎ３の量のモレキュラーシーブを含み得る。
【0073】
図１を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む第１の触媒コーティングと、ＳＣＲ触媒を含む第２の触媒コーティングと、を含み得る。触媒物品は、第１の触媒コーティングが、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第２の触媒コーティングが、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１の触媒コーティングの一部と重なり合うように構成されてもよい。
【0074】
図２を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む第１の触媒コーティングと、ＳＣＲ触媒を含む第２の触媒コーティングと、を含み得る。触媒物品は、第１の触媒コーティングが、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第２の触媒コーティングが、基材の軸方向全体の長さを被覆し、第１の触媒コーティングと重なり合うように構成されてもよい。
【0075】
図３を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む第１の触媒コーティングと、ＳＣＲ触媒を含む第２の触媒コーティングと、を含み得る。触媒物品は、第１の触媒コーティングが、基材の軸方向全体の長さを被覆し、第２の触媒コーティングが、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１の触媒コーティングの一部と重なり合うように構成されてもよい。
【0076】
図４を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む第１の触媒コーティングと、ＳＣＲ触媒を含む第２の触媒コーティングと、を含み得る。触媒物品は、第１の触媒コーティングが、基材の軸方向全体の長さを被覆し、第２の触媒コーティングが、基材の軸方向全長を被覆し、第１の触媒コーティングと重なり合うように構成されてもよい。
【0077】
図５を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む第１の触媒コーティングと、ＳＣＲ触媒を含む第２の触媒コーティングと、を含み得る。触媒物品は、第１の触媒コーティングが、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第２の触媒コーティングが、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１及び第２の触媒コーティングが重なり合わないように構成されてもよい。
【0078】
図６を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む第１の触媒コーティングと、ＳＣＲ触媒を含む第２の触媒コーティングと、を含み得る。触媒物品は、第１の触媒コーティングが、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第２の触媒コーティングが、入口端部から出口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１及び第２の触媒コーティングは重なり合わず、触媒が、第１の触媒コーティングの少なくとも一部を被覆する更なる触媒コーティングを含むように構成されてもよい。
【0079】
図７を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含む第１の触媒コーティングと、ＳＣＲ触媒を含む第２の触媒コーティングと、を含み得る。触媒物品は、第１の触媒コーティングが、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第２の触媒コーティングが、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆し、第１及び第２の触媒コーティングが重なり合わず、第１のコーティングと第２のコーティングとの間に隙間が存在するように構成されてもよい。
【0080】
図８を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、押出ＳＣＲ触媒上のコーティングを含み得る。１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを有する第１の触媒コーティングは、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆してもよく、ＳＣＲ触媒を有する第２の触媒コーティングは、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆してもよく、第２の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングの全て又は一部を被覆する。
【0081】
図９を参照すると、本発明の実施形態の触媒物品は、押出ＳＣＲ触媒上にコーティングされてもよい。１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを有する第１の触媒コーティングは、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆してもよく、ＳＣＲ触媒を有する第２の触媒コーティングは、出口端部から入口端部に向かって延び、基材の軸方向全体の長さ未満を被覆してもよく、第２の触媒コーティングは、第１の触媒コーティングを被覆し、第１の触媒コーティングの少し先まで延びているが、基材の軸方向全体の長さを被覆していない。
【0082】
ＤＯＣ
本発明の触媒物品及びシステムは、１つ以上のディーゼル酸化触媒を含み得る。酸化触媒、特にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）は、当該技術分野において周知である。酸化触媒は、ＣＯをＣＯ２に酸化するように、そして気相炭化水素（ＨＣ）及びディーゼル粒子状物の有機成分（可溶性有機成分）を、ＣＯ２及びＨ２Ｏに酸化するように設計されている。典型的な酸化触媒には、アルミナ、シリカ－アルミナ、及びゼオライトなどの、高表面積無機酸化物担体上の、白金及び所望によりパラジウムも含まれる。
本発明の触媒物品及びシステムは、１つ以上のディーゼル酸化触媒を含み得る。酸化触媒、特にディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）は、当該技術分野において周知である。酸化触媒は、ＣＯをＣＯ２に酸化するように、そして気相炭化水素（ＨＣ）及びディーゼル粒子状物の有機成分（可溶性有機成分）を、ＣＯ２及びＨ２Ｏに酸化するように設計されている。典型的な酸化触媒には、アルミナ、シリカ－アルミナ、及びゼオライトなどの、高表面積無機酸化物担体上の、白金及び所望によりパラジウムも含まれる。
【0083】
基材
本発明の触媒は、それぞれ、フロースルー基材又はフィルタ基材を更に含んでもよい。一実施形態では、触媒は、フロースルー基材又はフィルタ基材上にコーティングされてもよく、好ましくは、ウォッシュコート手順を用いてフロースルー基材又はフィルタ基材上に堆積されてもよい。
本発明の触媒は、それぞれ、フロースルー基材又はフィルタ基材を更に含んでもよい。一実施形態では、触媒は、フロースルー基材又はフィルタ基材上にコーティングされてもよく、好ましくは、ウォッシュコート手順を用いてフロースルー基材又はフィルタ基材上に堆積されてもよい。
【0084】
ＳＣＲ触媒とフィルタとの組み合わせは、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ触媒）として知られている。ＳＣＲＦ触媒は、ＳＣＲ及び微粒子フィルタの機能を組み合わせた単一基材デバイスであり、所望に応じて本発明の実施形態に好適である。本出願全体にわたるＳＣＲ触媒の説明及び参照は、該当する場合、ＳＣＲＦ触媒も含むと理解される。
【0085】
フロースルー基材又はフィルタ基材は、触媒／吸着剤成分を含有することができる基材である。基材は、好ましくはセラミック基材又は金属基材である。セラミック基材は、任意の好適な耐火材料、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、メタロアルミノケイ酸塩（コーディエライト及びスポジュメン（ｓｐｕｄｏｍｅｎｅ）など）、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作製されていてもよい。コーディエライト、マグネシウムアルミノケイ酸塩、及び炭化ケイ素が、特に好ましい。
【0086】
金属基材は、任意の好適な金属、特にチタン及びステンレス鋼などの耐熱性金属及び金属合金、並びに鉄、ニッケル、クロム、及び／又はアルミニウムを他の痕跡量金属に加えて含有するフェライト合金で作製されていてもよい。
【0087】
フロースルー基材は、好ましくは、基材を通って軸方向に走り、かつ基材の入口又は出口から全体にわたって延びている、多くの小さな平行薄壁チャネルを有するハニカム構造を有するフロースルーモノリスである。基材のチャネル断面は、任意の形状であってもよいが、好ましくは正方形、正弦波形、三角形、矩形、六角形、台形、円形、又は楕円形である。フロースルー基材はまた、触媒が基材壁に浸透することを可能にする高多孔性のものであってもよい。
【0088】
フィルタ基材は、好ましくはウォールフローモノリスフィルタである。ウォールフローフィルタのチャネルは、交互に遮断される。このことにより、排気ガス流が入口からチャネルに入り、その後、チャネル壁を通って流れ、出口につながる異なるチャネルからフィルタを出ることができる。したがって、排気ガス流中の微粒子は、フィルタ内に捕捉される。
【0089】
触媒／吸着剤は、ウォッシュコート手順などの任意の既知の手段によって、フロースルー基材又はフィルタ基材に添加されてもよい。
【0090】
還元剤／尿素インジェクタ
システムは、ＳＣＲ及び／又はＳＣＲＦ触媒の上流で排気システムに窒素系還元剤を導入するための手段を含み得る。窒素系還元剤を排気システムに導入するための手段は、ＳＣＲ又はＳＣＲＦ触媒のすぐ上流にある（例えば、窒素系還元剤を導入するための手段とＳＣＲ又はＳＣＲＦ触媒との間に介在する触媒が存在しない）ことが好ましい場合がある。
システムは、ＳＣＲ及び／又はＳＣＲＦ触媒の上流で排気システムに窒素系還元剤を導入するための手段を含み得る。窒素系還元剤を排気システムに導入するための手段は、ＳＣＲ又はＳＣＲＦ触媒のすぐ上流にある（例えば、窒素系還元剤を導入するための手段とＳＣＲ又はＳＣＲＦ触媒との間に介在する触媒が存在しない）ことが好ましい場合がある。
【0091】
還元剤は、還元剤を排気ガスに導入するための任意の好適な手段によって、流れる排気ガスに添加される。好適な手段としては、インジェクタ、噴霧器、又はフィーダーが挙げられる。このような手段は、当該技術分野において周知である。
【0092】
システムで使用するための窒素系還元剤は、アンモニア自体、ヒドラジン、又は尿素、炭酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、及びギ酸アンモニウムからなる群から選択されるアンモニア前駆体であり得る。尿素は特に好ましい。
【0093】
排気システムはまた、ＮＯｘを低減するために、排気ガスへの還元剤の導入を制御するための手段を備えてもよい。好ましい制御手段は、電子制御ユニット、所望によりエンジン制御ユニットを含んでもよく、また、ＮＯ還元触媒の下流に位置するＮＯｘセンサを更に含んでもよい。
【0094】
システム及び方法
本発明の排出処理システムは、粒子状物質、ＮＯｘ、及び一酸化炭素を含む排気流を排出するディーゼルエンジンと、本明細書に記載の触媒物品と、を含み得る。システムは、触媒物品の上流にＳＣＲ触媒を含み得る。いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒は、触媒物品と密接に結合している。いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒及び触媒物品は、単一の基材上に位置し、ＳＣＲ触媒は、基材の入口側に位置し、触媒物品は、基材の出口側に位置する。
本発明の排出処理システムは、粒子状物質、ＮＯｘ、及び一酸化炭素を含む排気流を排出するディーゼルエンジンと、本明細書に記載の触媒物品と、を含み得る。システムは、触媒物品の上流にＳＣＲ触媒を含み得る。いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒は、触媒物品と密接に結合している。いくつかの実施形態では、ＳＣＲ触媒及び触媒物品は、単一の基材上に位置し、ＳＣＲ触媒は、基材の入口側に位置し、触媒物品は、基材の出口側に位置する。
【0095】
本発明の方法は、本明細書に記載されるように、排気流を触媒物品と接触させることを含み得る。
【0096】
利点
従来、触媒物品には、上層又は前層にＳＣＲ機能、及び底層又は後層にＡＳＣ機能が含まれていた。本発明の実施形態の触媒では、触媒コーティングは、排気ガスが第１の触媒コーティングと接触する前に、第２の触媒コーティングと接触するように配置されてもよい。驚くべきことに、第１及び第２の層の両方にモレキュラーシーブを含めることにより、ＮＨ３変換、並びに望ましい選択性及び触媒活性を有するゾーン化されたＡＳＣ構成に、様々な利点及び有利な点がもたらされることが見出された。特に、ゼオライト及び金属ゼオライトなどのモレキュラーシーブをＡＳＣの酸化成分に組み込むことにより、ＮＴＬ削減、並びにＮ２への選択性を改善することができる。
従来、触媒物品には、上層又は前層にＳＣＲ機能、及び底層又は後層にＡＳＣ機能が含まれていた。本発明の実施形態の触媒では、触媒コーティングは、排気ガスが第１の触媒コーティングと接触する前に、第２の触媒コーティングと接触するように配置されてもよい。驚くべきことに、第１及び第２の層の両方にモレキュラーシーブを含めることにより、ＮＨ３変換、並びに望ましい選択性及び触媒活性を有するゾーン化されたＡＳＣ構成に、様々な利点及び有利な点がもたらされることが見出された。特に、ゼオライト及び金属ゼオライトなどのモレキュラーシーブをＡＳＣの酸化成分に組み込むことにより、ＮＴＬ削減、並びにＮ２への選択性を改善することができる。
【0097】
いくつかの実施形態では、第１の触媒コーティング中にモレキュラーシーブを含めることで、ＮＨ３除去のための代替メカニズムを導入して、酸化反応に対抗することによって、利点をもたらし得る。いくつかの実施形態では、このような利点は、Ｎ２ＯがＮＨ３酸化の主な生成物である温度、例えば約４００℃未満で特に有利である。驚くべきことに、酸化層中にアンモニア吸蔵成分を含めることにより、ＮＨ３が酸化又は吸蔵され得るものであり、高温ではＮＨ３が放出され、その後ＮＯｘを除去するように機能するため、利点をもたらし得ることが見出された。
【0098】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他を示さない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「触媒」への言及は、２種以上の触媒の混合物などを含む。
【0099】
用語「アンモニアスリップ」は、ＳＣＲ触媒を通過する未反応のアンモニアの量を意味する。
【0100】
用語「担体」は、触媒が固定されている材料を意味する。
【0101】
用語「焼成する」又は「焼成」は、空気又は酸素中で材料を加熱することを意味する。この定義は、焼成のＩＵＰＡＣ定義と一致するものである。（ＩＵＰＡＣ．Ｃｏｍｐｅｎｄｉｕｍ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ，第２版（「Ｇｏｌｄ Ｂｏｏｋ」）。Ａ．Ｄ．ＭｃＮａｕｇｈｔ及びＡ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎにより編集。Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｏｘｆｏｒｄ（１９９７）。ＸＭＬオンライン改訂版：ｈｔｔｐ：／／ｇｏｌｄｂｏｏｋ．ｉｕｐａｃ．ｏｒｇ（２００６－）、Ｍ．Ｎｉｃ，Ｊ．Ｊｉｒａｔ，Ｂ．Ｋｏｓａｔａにより作成、Ａ．Ｊｅｎｋｉｎｓより更新版が編纂される。ＩＳＢＮ ０－９６７８５５０－９－８．ｄｏｉ：１０．１３５１／ｇｏｌｄｂｏｏｋ。）焼成は、金属塩を分解し、触媒内の金属イオンの交換を促進し、また触媒を基材に接着させるために行われる。焼成に使用される温度は、焼成される材料中の成分に依存し、概して約１～８時間で約４００℃～約９００℃である。場合によっては、約１２００℃の温度まで焼成を行うことができる。本明細書に記載されるプロセスを伴う用途では、焼成は概ね、約４００℃～約７００℃の温度で約１～８時間、好ましくは約４００℃～約６５０℃の温度で約１～４時間行われる。
【0102】
様々な数値要素の範囲又は複数の範囲が指定されている場合、特に指定しない限り、範囲又は複数の範囲に値を含めることができる。
【0103】
用語「Ｎ２選択性」は、アンモニアの窒素への変換率を意味する。
【0104】
用語「ディーゼル酸化触媒」（ＤＯＣ）、「ディーゼル発熱触媒」（ＤＥＣ）、「ＮＯｘ吸収剤」、「ＳＣＲ／ＰＮＡ」（選択的触媒還元／受動的ＮＯｘ吸着剤）、「コールドスタート触媒」（ＣＳＣ）、及び「三元触媒」（ＴＷＣ）は、燃焼プロセスから排気ガスを処理するために使用される様々な種類の触媒を説明するために使用される、当該技術分野において周知の用語である。
【0105】
用語「白金族金属」又は「ＰＧＭ」は、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、及びイリジウムを指す。白金族金属は、好ましくは白金、パラジウム、ルテニウム、又はロジウムである。
【0106】
用語「下流」及び「上流」は、排気ガスの流れが基材又は物品の入口端部から出口端部に向かう触媒又は基材の配置方向を説明する。
【実施例1】
【0107】
以下を含む触媒Ａを調製した。
【0108】
【表1】
【0109】
ゼオライト又は結合剤を下層に含有しないという点で触媒Ａとは異なる、比較触媒Ｂを調製した。
【0110】
触媒Ａ及び触媒Ｂを、ＮＨ３変換及びＮ２選択性について試験した。図１０に示すように、触媒Ａ及び触媒Ｂは、同等のＮＨ３変換率を示すが、触媒Ａ（下層にゼオライトを含む）は、触媒Ｂと比較して、ピークのＮ２Ｏ排出量において２５％の低減をもたらす。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
（態様１）
第１の触媒コーティング及び第２の触媒コーティングを含む触媒であって、
前記第１の触媒コーティングが、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含み、
前記第２の触媒コーティングが、ＳＣＲ触媒を含む、触媒。
（態様２）
前記ＳＣＲ触媒が、銅及びモレキュラーシーブを含むＣｕ－ＳＣＲ触媒、並びに／又は鉄及びモレキュラーシーブを含むＦｅ－ＳＣＲ触媒を含む、態様１に記載の触媒。
（態様３）
前記担体が、シリカ、チタニア、及び／又はＭｅをドープしたアルミナ若しくはチタニアを含み、Ｍｅは、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、又はこれらの２つ以上の混合物から選択される金属を含む、態様１に記載の触媒。
（態様４）
前記モレキュラーシーブが、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＭＯＲ、ＭＦＩ、並びにこれらの混合物及び連晶を含む、態様１に記載の触媒。
（態様５）
前記Ｐｔが、前記第１の触媒コーティングの重量に対して、約１ｇ／ｆｔ ３ ～約１０ｇ／ｆｔ ３ の量で存在する、態様１に記載の触媒。
（態様６）
前記モレキュラーシーブが、前記第１の触媒コーティングの重量に対して、最大約２ｇ／ｉｎ ３ の量で存在する、態様１に記載の触媒。
（態様７）
前記第１及び第２の触媒コーティングは、排気ガスが前記第１の触媒コーティングに接触する前に、前記第２の触媒コーティングと接触するように構成されている、態様１に記載の触媒。
（態様８）
前記第２の触媒コーティングが、前記第１の触媒コーティングと完全に重なり合っている、態様１に記載の触媒。
（態様９）
前記第２の触媒コーティングが、前記第１の触媒コーティングと部分的に重なり合っている、態様１に記載の触媒。
（態様１０）
前記第１の触媒コーティング及び前記第２の触媒コーティングが、重なり合っていない、態様１に記載の触媒。
（態様１１）
前記第１の触媒コーティングが、前記モレキュラーシーブ上に白金族金属を含む、態様１に記載の触媒。
（態様１２）
前記モレキュラーシーブが、金属交換モレキュラーシーブを含む、態様１に記載の触媒。
（態様１３）
前記金属が銅及び／又は鉄を含む、態様１１に記載の触媒。
（態様１４）
態様１に記載の触媒と、基材とを含む、触媒物品。
（態様１５）
前記基材が、コーディエライト、高多孔性コーディエライト、金属基材、押出ＳＣＲ、ウォールフローフィルタ、フィルタ、又はＳＣＲＦである、態様１４に記載の物品。
（態様１６）
ａ．粒子状物質、ＮＯｘ、及び一酸化炭素を含む排気流を排出するディーゼルエンジンと、
ｂ．態様１～１５のいずれか一項に記載の触媒（「ＳＣＲ／ＡＳＣ」）と、
を含む、排出処理システム。
（態様１７）
前記ＳＣＲ／ＡＳＣの上流に上流ＳＣＲ触媒を更に含む、態様１６に記載のシステム。
（態様１８）
前記上流ＳＣＲ触媒が、前記ＳＣＲ／ＡＳＣと密接に結合されている、態様１６に記載のシステム。
（態様１９）
前記上流ＳＣＲ触媒及び前記ＳＣＲ／ＡＳＣ触媒が、単一の基材上に位置し、前記上流ＳＣＲ触媒が、前記基材の入口側に位置し、前記ＳＣＲ／ＡＳＣ触媒が、前記基材の前記出口側に位置している、態様１６に記載のシステム。
（態様２０）
排気流からの排出量を低減する方法であって、前記排気流を態様１に記載の触媒と接触させることを含む、方法。
（態様２１）
前記触媒が、前記第１の触媒コーティング中にモレキュラーシーブを含まないことを除いて同等である触媒と比較して、より低いピークのＮ ２ Ｏ排出量をもたらす、態様２０に記載の方法。
（態様２２）
前記触媒が、前記第１の触媒コーティング中にモレキュラーシーブを含まないことを除いて同等である触媒と比較して、ピークのＮ ２ Ｏ排出量において少なくとも約２５％の低減をもたらす、態様２０に記載の方法。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
（態様１）
第１の触媒コーティング及び第２の触媒コーティングを含む触媒であって、
前記第１の触媒コーティングが、１）担体上のＰｔ及び２）モレキュラーシーブのブレンドを含み、
前記第２の触媒コーティングが、ＳＣＲ触媒を含む、触媒。
（態様２）
前記ＳＣＲ触媒が、銅及びモレキュラーシーブを含むＣｕ－ＳＣＲ触媒、並びに／又は鉄及びモレキュラーシーブを含むＦｅ－ＳＣＲ触媒を含む、態様１に記載の触媒。
（態様３）
前記担体が、シリカ、チタニア、及び／又はＭｅをドープしたアルミナ若しくはチタニアを含み、Ｍｅは、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｂｉ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｒ、又はこれらの２つ以上の混合物から選択される金属を含む、態様１に記載の触媒。
（態様４）
前記モレキュラーシーブが、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＭＯＲ、ＭＦＩ、並びにこれらの混合物及び連晶を含む、態様１に記載の触媒。
（態様５）
前記Ｐｔが、前記第１の触媒コーティングの重量に対して、約１ｇ／ｆｔ ３ ～約１０ｇ／ｆｔ ３ の量で存在する、態様１に記載の触媒。
（態様６）
前記モレキュラーシーブが、前記第１の触媒コーティングの重量に対して、最大約２ｇ／ｉｎ ３ の量で存在する、態様１に記載の触媒。
（態様７）
前記第１及び第２の触媒コーティングは、排気ガスが前記第１の触媒コーティングに接触する前に、前記第２の触媒コーティングと接触するように構成されている、態様１に記載の触媒。
（態様８）
前記第２の触媒コーティングが、前記第１の触媒コーティングと完全に重なり合っている、態様１に記載の触媒。
（態様９）
前記第２の触媒コーティングが、前記第１の触媒コーティングと部分的に重なり合っている、態様１に記載の触媒。
（態様１０）
前記第１の触媒コーティング及び前記第２の触媒コーティングが、重なり合っていない、態様１に記載の触媒。
（態様１１）
前記第１の触媒コーティングが、前記モレキュラーシーブ上に白金族金属を含む、態様１に記載の触媒。
（態様１２）
前記モレキュラーシーブが、金属交換モレキュラーシーブを含む、態様１に記載の触媒。
（態様１３）
前記金属が銅及び／又は鉄を含む、態様１１に記載の触媒。
（態様１４）
態様１に記載の触媒と、基材とを含む、触媒物品。
（態様１５）
前記基材が、コーディエライト、高多孔性コーディエライト、金属基材、押出ＳＣＲ、ウォールフローフィルタ、フィルタ、又はＳＣＲＦである、態様１４に記載の物品。
（態様１６）
ａ．粒子状物質、ＮＯｘ、及び一酸化炭素を含む排気流を排出するディーゼルエンジンと、
ｂ．態様１～１５のいずれか一項に記載の触媒（「ＳＣＲ／ＡＳＣ」）と、
を含む、排出処理システム。
（態様１７）
前記ＳＣＲ／ＡＳＣの上流に上流ＳＣＲ触媒を更に含む、態様１６に記載のシステム。
（態様１８）
前記上流ＳＣＲ触媒が、前記ＳＣＲ／ＡＳＣと密接に結合されている、態様１６に記載のシステム。
（態様１９）
前記上流ＳＣＲ触媒及び前記ＳＣＲ／ＡＳＣ触媒が、単一の基材上に位置し、前記上流ＳＣＲ触媒が、前記基材の入口側に位置し、前記ＳＣＲ／ＡＳＣ触媒が、前記基材の前記出口側に位置している、態様１６に記載のシステム。
（態様２０）
排気流からの排出量を低減する方法であって、前記排気流を態様１に記載の触媒と接触させることを含む、方法。
（態様２１）
前記触媒が、前記第１の触媒コーティング中にモレキュラーシーブを含まないことを除いて同等である触媒と比較して、より低いピークのＮ ２ Ｏ排出量をもたらす、態様２０に記載の方法。
（態様２２）
前記触媒が、前記第１の触媒コーティング中にモレキュラーシーブを含まないことを除いて同等である触媒と比較して、ピークのＮ ２ Ｏ排出量において少なくとも約２５％の低減をもたらす、態様２０に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】