(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】2024-04-05
(45)【発行日】2024-04-15
(54)【発明の名称】希薄燃焼エンジン用の排気処理システム
(51)【国際特許分類】
B01J 29/76 20060101AFI20240408BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20240408BHJP
B01J 23/44 20060101ALI20240408BHJP
B01J 35/57 20240101ALI20240408BHJP
B01J 35/60 20240101ALI20240408BHJP
F01N 3/022 20060101ALI20240408BHJP
F01N 3/035 20060101ALI20240408BHJP
F01N 3/08 20060101ALI20240408BHJP
F01N 3/10 20060101ALI20240408BHJP
F01N 3/24 20060101ALI20240408BHJP
F01N 3/28 20060101ALI20240408BHJP
【ＦＩ】
B01J29/76 A ZAB
B01D53/94 222
B01D53/94 228
B01D53/94 241
B01D53/94 245
B01D53/94 280
B01D53/94 400
B01J23/44 A
B01J35/57 E
B01J35/60 F
F01N3/022 C
F01N3/035 E
F01N3/08 B
F01N3/10 A
F01N3/24 E
F01N3/28 301D
F01N3/28 301F
F01N3/28 301P
【請求項の数】
28
(21)【出願番号】P 2021524224
(86)(22)【出願日】2019-10-24
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-24
(86)【国際出願番号】 EP2019079081
(87)【国際公開番号】W WO2020089043
(87)【国際公開日】2020-05-07
【審査請求日】2022-10-21
(31)【優先権主張番号】PCT/CN2018/113696
(32)【優先日】2018-11-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】505470786
【氏名又は名称】ビーエーエスエフ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100100354
【弁理士】
【氏名又は名称】江藤 聡明
(72)【発明者】
【氏名】マウレル，シュテファン
(72)【発明者】
【氏名】チャン，チア ティー
(72)【発明者】
【氏名】タイ，ユイ
(72)【発明者】
【氏名】ハオ，ユイ フェン
(72)【発明者】
【氏名】ウェイ，ミン ミン
(72)【発明者】
【氏名】シェン，トン
【審査官】森坂 英昭
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１８－５０７７７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１９６１１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５２６１９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０８１８０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５００５６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５１６８８２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｊ ２１／００ － ３８／７４
Ｂ０１Ｄ ５３／９４
Ｆ０１Ｎ ３／００ － ３／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）と、触媒化煤フィルタ（ＣＳＦ）と、第１の還元剤インジェクタと、ＡＥＩゼオライトベースの選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と、前記ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒の下流にある第１のアンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）とを含む希薄燃焼エンジン用の排気処理システムであって、前記ＡＥＩゼオライトが、アルミナに対するシリカのモル比を１０～１９、好ましくは１４～１８で有し、且つ第２のＡＭＯｘ触媒をさらに含み、前記第１のＡＭＯｘ触媒及び前記第２のＡＭＯｘ触媒が、独立して、粒径分布Ｄ ５０ が１ミクロン～１０ミクロン、又は粒径分布Ｄ ９０ が２ミクロン～３０ミクロンの高表面積金属酸化物を含む、排気処理システム。
【請求項2】
前記ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒と前記第１のＡＭＯｘ触媒との間に配置されている第２のＳＣＲと、場合により、前記ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒と前記第２のＳＣＲ触媒との間に配置されている第２の還元剤インジェクタとをさらに含む、請求項１に記載の排気処理システム。
【請求項3】
第２のＳＣＲ触媒をさらに含み、前記ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒及び前記第２のＡＭＯｘ触媒が、前記ＤＯＣ及びＣＳＦの上流に配置され、前記第２のＳＣＲ触媒及び前記第１のＡＭＯＸ触媒が、前記ＤＯＣ触媒の下流に配置されている、請求項１に記載の排気処理システム。
【請求項4】
前記第２のＳＣＲ触媒の前に第２の還元剤インジェクタをさらに含み、前記第１の還元剤インジェクタが、前記ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒の前に配置されている、請求項３に記載の排気処理システム。
【請求項5】
前記第２のＳＣＲ触媒が、ＡＥＩゼオライト、ＣＨＡゼオライト及びＢＥＡゼオライトからなる群から選択されるゼオライト材料を含む、請求項２から４のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項6】
前記ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒及び第２のＳＣＲ触媒が、金属で促進されたゼオライトを含み、前記金属が、鉄及び銅のうちの一方又は両方からなる群から独立して選択される、請求項１から５のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項7】
前記ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒が、前記金属の酸化物として計算して、そして前記酸化物と前記ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒との総質量に基づいて、２．０～１０．０質量パーセントの前記金属、好ましくは２．５～６．０質量パーセントの前記金属を含む、請求項６に記載の排気処理システム。
【請求項8】
前記第２のＳＣＲ触媒が、前記金属の酸化物として計算して、そして前記酸化物と前記第２のＳＣＲ触媒との総質量に基づいて、２．０～８．０質量パーセントの前記金属、好ましくは２．５～６．０質量パーセントの前記金属を含む、請求項６に記載の排気処理システム。
【請求項9】
前記第１のＡＭＯｘ触媒及び前記第２のＡＭＯｘ触媒が、独立して、少なくとも白金族金属成分と、少なくとも高表面積の支持体材料とを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項10】
前記第１のＡＭＯｘ触媒及び前記第２のＡＭＯｘ触媒が、独立して、前記ＡＭＯｘ触媒の体積に対するＰＧＭ元素の総質量として計算して、０．５ｇ／ｆｔ３～１０ｇ／ｆｔ３の前記白金族金属、又は乾燥ＡＭＯｘ触媒の質量に基づいて、０．０１ｗｔ．％～２ｗｔ．％の前記白金族金属を含む、請求項９に記載の排気処理システム。
【請求項11】
前記第１のＡＭＯｘ触媒及び前記第２のＡＭＯｘ触媒が、独立して、ＢＥＴ特性評価に基づいて５０～４００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する高表面積金属酸化物、又は０．３～１．５ｃｍ３／ｇの範囲の平均細孔容積を有する高表面積金属酸化物、又は２～５０ｎｍの範囲の平均細孔半径を有する高表面積金属酸化物を含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項12】
前記第１のＡＭＯＸ触媒及び前記第２のＡＭＯＸ触媒が、独立して、高表面積金属酸化物上に支持されたＰｔの最下層を有する触媒コーティングを含み、そしてＣｕ－ＣＨＡ又はＣｕ－ＡＥＩの層を有する第２の触媒コーティングをさらに含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項13】
前記ＤＯＣ触媒が、少なくとも白金族金属成分と少なくとも高表面積の支持体材料とを含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項14】
前記ＤＯＣ触媒が、前記ＤＯＣ触媒の体積に基づいて５ｇ／ｆｔ３～２５０ｇ／ｆｔ３の前記白金族金属担持量、又は乾燥ＤＯＣ触媒の質量に基づいて０．５ｗｔ．％～１０ｗｔ．％の前記白金族金属担持量を含む、請求項１３に記載の排気処理システム。
【請求項15】
前記ＤＯＣ触媒が、パラジウム（Ｐｄ）を含まずに白金（Ｐｔ）を含むか、又は白金（Ｐｔ）を含まずにパラジウム（Ｐｄ）を含むか、又は白金（Ｐｔ）とパラジウム（Ｐｄ）とを１：１０～１０：１のＰｔ：Ｐｄ質量比で含む、請求項１３に記載の排気処理システム。
【請求項16】
前記ＤＯＣ触媒が、粒径分布Ｄ５０が１ミクロン～１０ミクロンである高表面積金属酸化物、又は粒径分布Ｄ９０が４ミクロン～３０ミクロンである高表面積金属酸化物を含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項17】
前記ＤＯＣ触媒が、ＢＥＴ特性評価に基づく５０～４００ｍ２／ｇの範囲の表面積、又は０．３～１．５ｃｍ３／ｇの範囲の平均細孔容積、又は２～５０ｎｍの範囲の平均細孔半径を有する高表面積金属酸化物を含む、請求項１から１６のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項18】
前記ＣＳＦが、ウォールフローモノリスの壁を透過するか又はウォールフローモノリスの表面壁にコーティングを形成する触媒を含むか、又は壁中及び壁上の触媒コーティングの組み合わせを含む、請求項１から１７のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項19】
前記ＣＳＦが、白金族金属成分、銅、鉄、バナジウム及びモリブデンから選択される少なくとも促進剤金属を含む、請求項１８に記載の排気処理システム。
【請求項20】
前記ＣＳＦが、平均細孔直径を有する多孔質フィルタ壁と、平均粒径を有する触媒コーティングとを含み、触媒平均粒径分布Ｄ５０に対するフィルタ平均細孔直径の比が０．５～５０の範囲であり、及び／又は触媒平均粒径分布Ｄ５０に対するフィルタ平均細孔直径の比が０．２５～３０の範囲である、請求項１８に記載の排気処理システム。
【請求項21】
前記ＣＳＦが前記第２のＳＣＲ触媒でコーティングされており、前記第１の還元剤インジェクタが前記フィルタの前に配置されている、請求項２から２０のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項22】
前記ＡＥＩゼオライトが、０．１～２．５ミクロンの結晶サイズ、平均ｄ１０が０．５ミクロン～２．５ミクロンの間、及び平均ｄ９０が５ミクロン～３０ミクロンの間の凝集体サイズを有する、請求項１から２１のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項23】
前記ＡＥＩゼオライトが、少なくとも４５０ｍ２／ｇのゼオライト表面積、及び最大５０ｍ２／ｇのマトリックス表面積を有する、請求項１から２２のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項24】
前記ＡＥＩゼオライトが、０．１０～０．９０ｇ／ｍｌの１００回タッピングした後のタップ密度を有する、請求項１から２３のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項25】
前記ＡＥＩゼオライトが、３００℃で５時間脱気した後、２９５Ｋでの相対水圧Ｐ／Ｐ０が０．５のときに、少なくとも２５０ｃｍ３／ｇの水取り込み量を有する、請求項１から２４のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項26】
前記ＡＥＩゼオライトＳＣＲ及び前記第２のＳＣＲが、５０～２５０ｇ／ｌの触媒担持量でセラミック又は金属モノリスにコーティングされている、請求項１から２５のいずれか１項に記載の排気処理システム。
【請求項27】
（ｉ）請求項１から２６のいずれか１項に記載の排気処理システムを提供する工程、及び（ｉｉ）希薄燃焼エンジンからの排気ガスを排気処理システムに通す工程
を含む、希薄燃焼エンジンからの排気ガスを処理する方法。
【請求項28】
前記排気ガスが、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、及び微粒子を含む、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に、希薄燃焼エンジンから排出される排気ガスを浄化するための排気処理システムの分野に関するものである。
【背景技術】
【0002】
内燃機関エンジンの排出物に関する環境規制は、世界中でますます厳しくなっている。希薄燃焼エンジン、例えばディーゼルエンジンの運転は、燃料希薄条件下において高い空燃比で運転するので、ユーザーに優れた燃費を提供する。しかしながら、ディーゼルエンジンは、微粒子状物質（ＰＭ）、未燃焼の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を含有する排気ガス排出物も排出し、ＮＯｘは、とりわけ一酸化窒素及び二酸化窒素を含む、窒素酸化物の様々な化学種を表す。排気微粒子状物質の２つの主要な成分は、可溶性有機画分（ＳＯＦ）及び煤画分である。ＳＯＦは層状で煤上に凝縮し、一般に未燃焼のディーゼル燃料及び潤滑油に由来する。ＳＯＦは、排気ガスの温度に依存して、蒸気として、又はエアロゾル（すなわち、液状凝縮物の微細な液滴）としてディーゼル排気中に存在する。煤は、主に炭素の粒子から含まれる。
【0003】
アルミナなどの耐火性金属酸化物支持体上に分散された、１種以上の白金族金属（ＰＧＭ）などの貴金属を含む酸化触媒が既知であり、ディーゼルエンジンの排気を処理する際に、炭化水素及び一酸化炭素の両方のガス状汚染物質を、これら汚染物質の酸化を触媒することによって二酸化炭素及び水に転化するため、使用される。そのような触媒は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）と呼ばれる単位に一般に含有されており、この単位は、ディーゼルエンジンからの排気流路に配置され、排気を処理してから大気に放出する。通常は、ディーゼル酸化触媒は、その上に１つ以上の触媒コーティング組成物が堆積される、セラミック又は金属性基材上に形成される。ガス状のＨＣ及びＣＯ排出物及び微粒子状物質（ＳＯＦ部分）の転化に加えて、１種以上のＰＧＭを含有する酸化触媒は、ＮＯのＮＯ２への酸化を促進する。触媒は通常は、その点火（light-off）温度又は５０％の転化が達成される温度（Ｔ５０とも呼ばれる）によって規定される。
【0004】
ＮＯｘ（ＮＯ及びＮＯ２の組み合わせ）は、内燃エンジン（例えば自動車及びトラックにおける）からの、燃焼設備（例えば天然ガス、石油又は石炭で加熱される発電所など）からの、及び硝酸製造プラントからの、排気ガスに含有される。ＮＯｘ含有ガス混合物を処理して大気汚染を低減するため、様々な処理方法が使用されてきている。
【0005】
希薄燃焼エンジン、例えばガソリン直噴エンジン及び部分希薄燃焼エンジンの排気からの、及びディーゼルエンジンからのＮＯｘを還元するための１つの効果的な方法では、希薄燃焼エンジンの運転条件下でＮＯｘを好適な還元剤（例えばアンモニア、尿素、水素又は炭化水素）と、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒成分の存在下で反応させることが必要である。ＳＣＲ法では、大気中の酸素の存在下で還元剤（例えばアンモニア）を用いた窒素酸化物の触媒還元が使用され、その結果、主として窒素と蒸気が形成される：
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ（標準のＳＣＲ反応） （１）、
２ＮＯ２＋４ＮＨ３→３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ（低速ＳＣＲ反応） （２）、及び
ＮＯ＋ＮＯ２＋ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ（高速ＳＣＲ反応） （３）。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ（標準のＳＣＲ反応） （１）、
２ＮＯ２＋４ＮＨ３→３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ（低速ＳＣＲ反応） （２）、及び
ＮＯ＋ＮＯ２＋ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ（高速ＳＣＲ反応） （３）。
【0006】
ゼオライトなどの分子篩は、酸素の存在下でアンモニア、尿素、又は炭化水素などの還元剤を用いる窒素酸化物の選択的触媒還元（ＳＣＲ）で使用されている。ゼオライトは、かなり均一な細孔径を有する結晶材料であり、ゼオライトの種類、及びゼオライト格子に含まれるカチオンの種類と量に応じて、直径が約３～１０オングストロームの範囲にある。最近、ＳＣＲ触媒として使用するのに関心を持たれているのが、８環の細孔開口部及び２重６環の２次構造単位を有するゼオライト、特にケージ様の構造を有するものである。これらの特性を有するゼオライトの具体的な種類は、チャバザイトＳＳＺ－１３（ＣＨＡ）及びＳＳＺ－３９（ＡＥＩ）であり、これらはその３次元的な多孔性によってアクセス可能な８員環の細孔開口部（－３．８オングストローム）を持つ小細孔のゼオライトである。
【0007】
アンモニアを用いた窒素酸化物の選択的触媒還元のための、金属で促進されたゼオライト触媒（とりわけ鉄で促進された及び銅で促進されたゼオライト触媒を含む）が知られている。ＳＣＲ触媒として、Ｃｕで促進されたＣＨＡを採用する実践が、ＰＣＴ出願ＷＯ２００８／１０６５１９に記載されている。
【0008】
米国特許第５，９５８，３７０号は、ＳＣＲ触媒におけるＣｕ－ＡＥＩの潜在的な適用を最初に開示している。
【0009】
ＰＣＴ出願ＷＯ２００８／１３２４５２は、少なくとも１つの小細孔の分子篩を含むＳＣＲ触媒を開示しており、前記分子篩は、とりわけＡＥＩを担持する金属促進剤を含む。
【0010】
Ｍｏｌｉｎｅｒらは、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（２０１２），４８（６６），８２６４－８２６６で、Ｃｕ－ＡＥＩの合成、及びＮＯｘの選択的触媒還元のための活性で水熱的に安定した触媒としてのその使用について記載している。
【0011】
実験データの同じ一式に基づき、ＰＣＴ出願ＷＯ２０１３／１５９８２５は、そのようなＡＥＩ ＳＣＲを、触媒化煤フィルタと組み合わせて利用することを特許請求しているが、この特定の組み合わせに関する実験は示されていない。
【0012】
ＰＣＴ出願ＷＯ２０１４／１４１２００には、ＡＥＩ構造を有し、アルミナに対するシリカのモル比（ＳＡＲ）が約２０～約３０である金属で促進されたゼオライトが、類似のＳＡＲ及び類似の金属担持量を有する他のゼオライト触媒と比較して、より水熱的に安定であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】ＰＣＴ出願ＷＯ２００８／１０６５１９
【文献】米国特許第５，９５８，３７０号
【文献】ＰＣＴ出願ＷＯ２００８／１３２４５２
【文献】ＰＣＴ出願ＷＯ２０１３／１５９８２５
【文献】ＰＣＴ出願ＷＯ２０１４／１４１２００
【非特許文献】
【0014】
【文献】Ｍｏｌｉｎｅｒら、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（２０１２），４８（６６），８２６４－８２６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
よって、ディーゼル排気処理システムにおけるＮＯｘ転化率をさらに向上させるためには、現在の技術に比べてＮＯ転化効率を向上させる一方で、特に低温条件下でのＮ２Ｏ放出が最小限の触媒が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明は、希薄燃焼エンジン用の排気処理システムに関するものであり、この排気処理システムは、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）と、触媒化煤フィルタ（ＣＳＦ）と、第１の還元剤インジェクタと、ＡＥＩゼオライトベースの選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と、ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒の下流にある第１のアンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）とを含む。
【0017】
本発明の第１の側面は、希薄燃焼エンジン用の排気処理システムに関するものであり、この排気処理システムは、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）と、触媒化煤フィルタ（ＣＳＦ）と、第１の還元剤インジェクタと、ＡＥＩゼオライトベースの選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と、ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒の下流にある第１のアンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）とを含み、ＡＥＩゼオライトは、アルミナに対するシリカのモル比を１０～１９、好ましくは１４～１８で有する。
【0018】
本発明の第２の側面は、希薄燃焼エンジンからの排気ガスの処理方法に関するものであり、この方法は、（ｉ）第１の側面に記載の排気処理システムを提供すること、及び（ｉｉ）希薄燃焼エンジンからの排気ガスを排気処理システムに通すこと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明のいくつかの例示的な実施形態を記述する前に、本発明は、以下の記述で説明する構成又は方法工程の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態及び、様々な手段による実施又は実行が可能である。
【0021】
自動車の排気ガス流の処理において大きな問題となるのは、処理プロセスの開始時の期間である、いわゆる「コールドスタート」の期間であり、このとき排気ガス流及び排気ガス処理システムは低温である。また、通常の走行中の或る特定の期間中に、例えば長時間の低速市街地走行などで低温になる可能性がある。さらに、最近のエンジン開発によって、燃料の燃焼効率が継続的に向上しているので、エンジン出力温度は全般的に低下している。
【0022】
およそ２００℃以下の低温域では、排気ガス処理システムの活性をさらに増加させること、特に、コールドスタート又は長時間の低速市街地走行中に見られるような温度で、窒素酸化物（ＮＯｘ）をより効果的に窒素に転化することに対して、継続的な必要性がある。その結果、この問題を解決するために相当の努力がなされている。
【0023】
さらに、ＳＣＲ反応中に形成される不要な副生成物としての一酸化二窒素Ｎ２Ｏは、その高い「地球温暖化係数」（二酸化炭素の３１０倍）が原因で、放出が比較的少量であるにもかかわらず、その形成をさらに抑える必要がある。
【0024】
驚くべきことに、アルミナに対するシリカのモル比が１０～１９、好ましくは１４～１８であるようなＡＥＩベースのＳＣＲ触媒は、様々なエンジン運転条件下で、このような排気処理システムにおいて、同じ排気処理システムでより高いアルミナに対するシリカのモル比（ＳＡＲ）を有するＡＥＩ触媒よりも効果的にＮＯｘを転化し、そして同様のレベルの水熱安定性を維持する一方でＮ２Ｏの放出を最小限に抑えることが見出された。さらに驚くべきことに、このような触媒システムは、極低温だけでなく、高温でもＮＯｘ転化率の増進を示した。
【0025】
よって本発明の実施形態により、希薄燃焼エンジン用の排気処理システムを提供するものであり、この排気処理システムは、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）と、触媒化煤フィルタ（ＣＳＦ）と、第１の還元剤インジェクタと、ＡＥＩゼオライトベースの選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と、ＡＥＩゼオライトベースのＳＣＲ触媒の下流にある第１のアンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）とを含み、ＡＥＩゼオライトは、アルミナに対するシリカのモル比を１０～１９、好ましくは１４～１８で有する。
【0026】
本開示で使用される用語に関して、以下のように定義する。
【0027】
特許請求の範囲を含む本明細書全体において、「１つを含む（comprising one）」又は「を含む（comprising a）」という用語は、他に指定のない限り、「少なくとも１つを含む」という用語と同義であると理解されるべきであり、「～の間（between）」は、境界を含むと理解されるべきである。
【0028】
「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」という用語は、記事の文法的対象の１つ又は１つを超える（すなわち、少なくとも１つ）ことを指すために使用される。
【0029】
「及び／又は」という用語には、「及び」、「又は」の意味、及びこの用語に関連する要素のあらゆる他の可能な組み合わせが含まれる。
【0030】
あらゆるパーセンテージ及び比率は、他に明記しない限り、質量で言及する。
【0031】
本明細書で使用する用語、「ＳＡＲ」とは、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３モル比、又はアルミナに対するシリカの、酸化物のモル比を指す。ゼオライト粉末を錠型に成形し、アルミナに対するシリカの、酸化物のモル比（ＳＡＲ）を、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ａｘｉｏｓ－ｍＡＸを用いたＸＲＦによって決定した。
【0032】
本明細書で使用する用語、「触媒」又は「触媒材料」又は「触媒性材料」とは、反応を促進する材料又は材料の混合物を指す。
【0033】
選択的触媒還元（ＳＣＲ）組成物
希薄燃焼エンジン、例えばガソリン直噴エンジン及び部分希薄燃焼エンジンの排気からの、及びディーゼルエンジンからのＮＯｘを還元するための１つの効果的な方法では、希薄燃焼エンジンの運転条件下でＮＯｘを好適な還元剤、例えばアンモニア又は炭化水素と、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒成分の存在下で反応させることが必要である。このプロセスでは、ＳＣＲ触媒上で、ＮＯｘがアンモニア（ＮＨ３）などの好適な還元剤で窒素（Ｎ２）に還元される。この技術は、ＮＯｘの低減目標を積極的に達成するための最良のアプローチの一つである。アンモニアの供給源は、とりわけ尿素（通常は水溶液で存在する）である。ＳＣＲは、排気温度が触媒の活性温度範囲（運転ウィンドウ）内であれば、ＮＯｘを効率的に転化する。
希薄燃焼エンジン、例えばガソリン直噴エンジン及び部分希薄燃焼エンジンの排気からの、及びディーゼルエンジンからのＮＯｘを還元するための１つの効果的な方法では、希薄燃焼エンジンの運転条件下でＮＯｘを好適な還元剤、例えばアンモニア又は炭化水素と、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒成分の存在下で反応させることが必要である。このプロセスでは、ＳＣＲ触媒上で、ＮＯｘがアンモニア（ＮＨ３）などの好適な還元剤で窒素（Ｎ２）に還元される。この技術は、ＮＯｘの低減目標を積極的に達成するための最良のアプローチの一つである。アンモニアの供給源は、とりわけ尿素（通常は水溶液で存在する）である。ＳＣＲは、排気温度が触媒の活性温度範囲（運転ウィンドウ）内であれば、ＮＯｘを効率的に転化する。
【0034】
本システムで使用するのに好適なＳＣＲ触媒組成物は、通常は低い排気温度（例えば３００℃以下）に関連する低負荷の条件下でさえも、ＮＯｘの還元を効果的に触媒することができる。
【0035】
本システムで使用するのに好適なＳＣＲ触媒組成物は、５５０℃以上の温度に対する耐熱性も有する。このような高温は、高負荷の条件下で、又は煤フィルタの再生中に起こることがある。
【0036】
上述の理由から、好適なＳＣＲ触媒組成物は、好ましくは、車両が運転される際の温度範囲の変化に対応できるように、十分に広い運転温度範囲を有する。
【0037】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒を通過するＮＯｘの転化は、エンジンの運転条件下で、システムのＮＯｘ転化の約１０％～約１００％の範囲であり、好ましくは約３０％～約１００％の範囲であり、より好ましくは約５０％～約１００％の範囲である。
【0038】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒は、場合により、ＣＯ酸化、炭化水素貯蔵、炭化水素酸化、ＮＯｘ貯蔵、ＮＯ酸化、アンモニア貯蔵、アンモニア酸化などの他の機能と、１つの触媒として、又は１つの「ブリック（brick）」に統合することができる。例えば、ＳＣＲ触媒は、ＡＭＯｘ機能：排気流のＮＯｘ成分をＮ２に転化し、Ｏ２と任意の過剰ＮＨ３との反応を触媒してＮ２及びＨ２Ｏにして、ＮＨ３が大気に放出されないようにすることができてよい。例えば、ＳＣＲ触媒は、場合により、煤フィルタでコーティングすることができる。ＳＣＲ触媒を含む触媒化煤フィルタは、排気流の微粒子状成分の除去と、排気流のＮＯｘ成分のＮ２への転化という２つの機能において効果がある。
【0039】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲは、少なくともゼオライト又は非ゼオライトの分子篩成分及び／又は少なくとも促進剤金属成分を含む。
【0040】
具体的な実施形態では、ＳＣＲは、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＡＦＸ及びＬＴＡ、又はこれらの２種以上の混合物及びこれらの２種以上の混合型から選択されるがこれらに限定されない骨格型、好ましくはＣＨＡ、ＢＥＡ及びＡＥＩからなる群から選択される骨格型、より好ましくはＡＥＩである骨格型を有するゼオライトを含む。
【0041】
促進剤金属は、金属交換されたゼオライトを形成するために触媒産業で使用されている、広く認められている触媒活性金属、特に燃焼プロセスに由来する排気ガスを処理するための触媒活性を有することが知られている金属のうちの任意であってよい。特に好ましいのは、ＮＯｘ還元及び貯蔵プロセスに有用な金属である。促進剤金属は、広義に解釈されるべきであり、具体的には、銅、鉄、バナジウム、タングステン、アンチモン、ニッケル、亜鉛、モリブデン、コバルト、チタン、ジルコニウム、マンガン、クロム、ニオブ、スズ、ビスマスなど、白金族金属、例えば白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、及び金、銀などの貴金属が含まれる。促進剤金属として遷移金属が好ましい。促進剤金属として卑金属がより好ましい。
【0042】
１つ以上の実施形態では、卑金属成分は銅及び鉄のうちの一方又は両方から選択される。
【0043】
１つ以上の具体的な実施形態では、例えば銅及び鉄から選択される促進剤金属成分は、金属の酸化物として計算して、そして酸化物とゼオライト又は非ゼオライトの分子篩ベースの触媒組成物との総質量に基づいて、約０．２ｗｔ％を超える含有量を有する。好ましい具体的な実施形態では、卑金属成分は、約２ｗｔ％～約１０ｗｔ％、好ましくは約２ｗｔ％～約８ｗｔ％、より好ましくは約２．５ｗｔ％～約６ｗｔ％の含有量を有する。
【0044】
１つ以上の具体的な実施形態では、促進剤金属成分は銅である。ＳＣＲ触媒は、銅対アルミナ（ゼオライト又は非ゼオライトの分子篩からのアルミナ）のモル比が約０．０１～０．５、又は好ましくは０．２～０．５である。
【0045】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲは、Ｃｕと、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＡＦＸ及びＬＴＡ、又はこれらの２種以上の混合物及びこれらの２種以上の混合型から選択されるがこれらに限定されない骨格型、より好ましくはＣＨＡ及びＡＥＩからなる群から選択される骨格型を有するゼオライトとを含み、ＳＣＲ触媒に含有される銅を含むゼオライト材料は、骨格型ＡＥＩを有する。
【0046】
分子篩は、ゼオライト命名に関するＩＵＰＡＣ委員会の規則に準拠して国際ゼオライト協会の構造委員会によって分類される。この分類によれば、構造が確立されている骨格型ゼオライト及び他の結晶性マイクロ細孔分子篩は３文字のコードを割り当てられ、Ａｔｌａｓ ｏｆ Ｚｅｏｌｉｔｅ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ Ｔｙｐｅｓ、第５版、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ（２００１年）に記載される。
【0047】
前記ゼオライト材料のうち、ＳＳＺ－３９はよく研究されている例であり、これはＡＥＩ骨格構造を有するゼオライト材料のクラスの代表である。ＳＳＺ－３９のようなアルミノシリケートの他に、ＡＥＩ骨格構造を有するゼオライト材料のクラスは、骨格構造中にリンをさらに含む化合物を含み、よってこれらはシリコアルミノホスフェート（ＳＡＰＯ）と呼ばれ、ＡＥＩ骨格の場合は特にＳＡＰＯ－１８と呼ばれる。ＡＥＩ骨格型のゼオライト材料は、２重６環（Ｄ６Ｒ）及びケージを含有する３次元の８員環（８ＭＲ）孔／チャネルシステムを特徴とする。
【0048】
１つ以上の実施形態では、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒について示されるＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３モル比（ＳＡＲ）には制限がある。よって、例として、ＡＥＩ型骨格構造を有するゼオライト材料のＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３モル比は、５～２０程度の範囲に含まれ、好ましくは、ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３モル比は、８～２０、より好ましくは９～１９．５、さらになお好ましくは１０～１９の範囲に含まれる。特に好ましい実施形態によれば、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒のＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３モル比は、１４～１８の範囲に含まれる。
【0049】
１つ以上の実施形態では、例として、ＳＣＲ触媒中のＡＥＩゼオライトは、０．１～２．５ミクロン程度の範囲の結晶サイズを有し、好ましくは、結晶サイズは０．３～２．０の範囲、より好ましくは０．５～１．８の範囲であり、さらになお好ましくは０．８～１．５の範囲である。特に好ましい実施形態によれば、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒は、１．０～１．５ミクロンの範囲に含まれる結晶サイズを有する。
【0050】
結晶サイズは、金を噴霧することによって粉末試料を前処理した後、日立ＳＵ－１５１０電子顕微鏡でゼオライト粉末の一次結晶の画像を収集して得られたものである。
【0051】
１つ以上の実施形態では、例として、ＳＣＲ触媒中のＡＥＩゼオライトは、平均ｄ１０が０．５～２．５ミクロン程度の範囲のアグロメレートサイズを有し、好ましくは、アグロメレートサイズの平均ｄ１０は、０．７～２．０の範囲、より好ましくは０．８～１．６の範囲、さらになお好ましくは１．０～１．５の範囲に含まれる。特に好ましい実施形態によれば、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒は、平均ｄ１０が１．２～１．４ミクロンの範囲に含まれるアグロメレートサイズを有する。
【0052】
ＰＳＤ測定は、Ｒ２レンズを備えたＳｙｍｐａｔｅｃ Ｈｅｌｏｓ－ｑｕｉｘｅｌで行った。粉末試料をＤＩ水に懸濁させて固形分３３．３％のスラリーを形成し、事前の超音波処理を行わずにＰＳＤ測定に供した。
【0053】
１つ以上の実施形態では、例として、ＳＣＲ触媒中のＡＥＩゼオライトは、平均ｄ９０が５～３０ミクロン程度の範囲のアグロメレートサイズを有し、好ましくは、アグロメレートサイズの平均ｄ９０は、５．５～２８の範囲、より好ましくは６～２０の範囲、さらになお好ましくは７～１５の範囲に含まれる。特に好ましい実施形態によれば、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒は、平均ｄ９０が７．２～１４ミクロンの範囲に含まれるアグロメレートサイズを有する。
【0054】
１つ以上の実施形態では、例として、ＳＣＲ触媒中のＡＥＩゼオライトは、少なくとも４５０ｍ２／ｇのゼオライト表面積（ＺＳＡ）を有し、好ましくは、ゼオライト表面積は４７０ｍ２／ｇよりも大きく、より好ましくは５００ｍ２／ｇよりも大きく、さらになお好ましくは５２５ｍ２／ｇよりも大きい。特に好ましい実施形態によれば、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒は、５５０～７００ｍ２／ｇのゼオライト表面積を有する。
【0055】
１つ以上の実施形態では、例として、ＳＣＲ触媒中のＡＥＩゼオライトは、５０ｍ２／ｇよりも小さいマトリックス表面積（ＭＳＡ）を有し、好ましくは、マトリックス表面積は４０ｍ２／ｇよりも小さく、より好ましくは３０ｍ２／ｇよりも小さく、さらになお好ましくは２５ｍ２／ｇよりも小さい。特に好ましい実施形態によれば、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒は、２０ｍ２／ｇよりも小さく、０ｍ２／ｇよりも大きいマトリックス表面積を有する。
【0056】
本明細書で使用する用語、「ゼオライト表面積」とは、Ｎ２吸着及び脱着によるマイクロ細孔表面積を決定するためのデボアのｔ－プロット法を指す。
【0057】
本明細書で使用する用語、「マトリックス表面積」とは、Ｎ２吸着及び脱着による外部表面積を決定するためのデボアのｔ－プロット法を指す。
【0058】
本明細書で使用する用語、「全表面積」とは、Ｎ２吸着による表面積を決定するためのＢｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ，Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法を指す。細孔直径及び全細孔容積も、Ｎ２吸着又は脱着を介して決定することができる。
【0059】
ゼオライト粉末試料のＺＳＡ及びＭＳＡ測定は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡＳＡＰ２４２０で、プローブガスとして窒素を用いたｔ－プロット測定プロトコルを使用して行った。測定の前に、試料は３５０℃で２時間脱気される。
【0060】
ゼオライト粉末試料のＢＥＴ測定は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡＳＡＰ２４２０で、プローブガスとして窒素を用いたＢＥＴ測定プロトコルを使用して行った。測定の前に、試料は３５０℃で２時間脱気される。
【0061】
１つ以上の実施形態では、例として、ＳＣＲ触媒中のＡＥＩゼオライトは、１００回タッピングした後のタップ密度が０．１０～０．９０ｇ／ｍｌ程度の範囲であり、好ましくは、１００回タッピングした後のタップ密度が、０．１５～０．７５の範囲、より好ましくは０．２～０．６の範囲、さらになお好ましくは０．２５～０．５の範囲に含まれる。特に好ましい実施形態によれば、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒は、１００回タッピングした後のタップ密度が０．３～０．４ｇ／ｍｌの範囲に含まれる。
【0062】
タップ密度は、ＥＲＷＥＫＡ ＳＶＭ２２２で測定される。約８０ｍｌの試料を目盛付きシリンダーに入れ、タップ高さを３ｍｍとして１分以内に１００回タップした。
【0063】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒中のＡＥＩゼオライトは、３００℃で５時間脱気した後、２９５Ｋでの相対水圧Ｐ／Ｐ０が０．５のときに、少なくとも２５０ｃｍ３／ｇの水取り込み量を有し、好ましくは、水取り込み量は２５５ｃｍ３／ｇよりも大きく、より好ましくは２６０ｃｍ３／ｇよりも大きく、さらになお好ましくは２６５ｃｍ３／ｇよりも大きい。特に好ましい実施形態によれば、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト触媒は、３００℃で５時間脱気した後、２９５Ｋでの相対水圧Ｐ／Ｐ０が０．５のときに、２７０～８５０ｃｍ３／ｇの水取り込み量を有する。
【0064】
水等温線は、ＢＥＬ Ｊａｐａｎ ＢＥＬＳＯＲＰ－ａｑｕａ３で粉末状のゼオライト試料について測定した。水吸着測定の前に、水（分析対象物）を液体窒素下で瞬間凍結した後、動的真空下で少なくとも５回排気して、水貯留部にあるガスを除去した。測定温度は水循環器で制御し、２９８Ｋに設定した。ガス及び水の吸着測定のためのデッドスペースの推定にはヘリウムを使用した。ゼオライト粉末試料は、３００℃で５時間脱気した。
【0065】
用途の特定の必要性に応じて、本出願の特定の及び好ましい実施形態によるＡＥＩゼオライトは、スラリーを作成するための粉末、スプレー粉末又はスプレー造粒物などのような形態で、そのまま採用することができる。
【0066】
本発明の排気ガス処理システム用のＡＥＩ触媒を調製するためのスラリー作成及びコーティング手順について、Ｃｕ又はＦｅを導入するために適用される特定の含浸方法に関しても、前記工程を繰り返すかどうか、繰り返す場合には前記工程を繰り返す回数に関しても、特に制限はない。よって例として、交換されるイオンが好適に溶解又は懸濁している溶媒又は溶媒混合物を用いて、スラリー作成を行ってよい。使用できる溶媒の種類に関しては、交換されるイオン、すなわち銅及び／又は鉄、好ましくは銅又は鉄がその中で溶媒和又は懸濁することを条件に、この点に関してもやはり特に制限はない。
【0067】
１つ以上の実施形態では、ＡＥＩ型骨格構造を有するゼオライト材料は、非骨格要素として鉄又は銅を含有し、同時に、ゼオライト材料が非骨格要素として銅のみを含む特に好ましい実施形態に関しては、Ｆｅ２Ｏ３及びＣｕＯとして計算される非骨格要素としての鉄及び銅の合計担持量が、０．１～２５ｗｔ．％の範囲、好ましくは２．０～８．０ｗｔ．％、より好ましくは２．５～６．０ｗｔ．％であることを条件に、ゼオライト材料のＣｕ：Ａｌのモル比に関して特に制限はない。このように、例として、ゼオライト材料のＣｕ：Ａｌのモル比は、０．０１～１程度の範囲であってよく、好ましくはＣｕ：Ａｌのモル比は、０．１～０．５の範囲、より好ましくは０．２～０．５の範囲、さらになお好ましくは０．２５～０．４５の範囲に含まれる。本発明の特に好ましい実施形態によれば、ゼオライト材料のＣｕ：Ａｌのモル比は、０．３～０．４の範囲である。
【0068】
１つ以上の実施形態では、ＡＥＩ型、ＣＨＡ型又はＢＥＡ型の骨格構造を有する第２のゼオライト材料は、非骨格要素として鉄又は銅を含有し、同時に、ゼオライト材料が非骨格要素として銅のみを含む特に好ましい実施形態に関しては、Ｆｅ２Ｏ３及びＣｕＯとしてそれぞれ計算される非骨格要素としての銅及び鉄の合計担持量が、０．１～２５ｗｔ．％の範囲、好ましくは２．０～８．０ｗｔ．％、より好ましくは２．５～６．０ｗｔ．％であることを条件に、ゼオライト材料のＦｅ：Ａｌのモル比に関して、やはり特に制限はない。このように、例として、ゼオライト材料のＦｅ：Ａｌのモル比は、０．０１～１程度の範囲であってよく、好ましくはＦｅ：Ａｌのモル比は、０．０５～０．７の範囲、より好ましくは０．１～０．５の範囲、より好ましくは０．１５～０．４の範囲、より好ましくは０．１８～０．３５の範囲、さらになお好ましくは０．２～０．３の範囲に含まれる。本発明の特に好ましい実施形態によれば、ゼオライト材料のＦｅ：Ａｌのモル比は、０．２２～０．２８の範囲である。
【0069】
いくつかの好ましい実施形態では、スラリーを作成するプロセス中に、ゼオライト材料を鉄又は銅のいずれかでイオン交換する。スラリーを作成するプロセス中に、ゼオライト材料を銅単独でイオン交換する本発明の前記好ましい実施形態によれば、スラリーを作成するプロセス中に得られるイオン交換した材料中の銅の量について、その合計量がＣｕＯとして計算して０．１～２５ｗｔ．％の範囲に含まれることを条件に、特に制限はない。しかし、特に好ましい実施形態によれば、銅の合計量は、０．５～１０ｗｔ．％の範囲、より好ましくは２～８ｗｔ．％の範囲、さらになお好ましくは２．５～６ｗｔ．％の範囲に含まれる。特に好ましい実施形態によれば、スラリーを作成するプロセス中にイオン交換される銅の合計量は、ＣｕＯとして計算して４～５ｗｔ．％の範囲に含まれる。
【0070】
本発明の驚くべき技術的効果は、スラリーを作成するプロセス中に得られ、そして本発明の排気処理システムに適用されるゼオライト材料中に、銅及び／又は鉄がバランスよく担持されている点で、特に顕著である。従って、本発明の実施形態は、イオン交換した材料中の銅及び／又は鉄の合計量が、Ｆｅ２Ｏ３及びＣｕＯとして計算してそれぞれ３～１０ｗｔ．％の範囲に含まれる場合が特に好ましい。さらになお好ましくは、銅及び／又は鉄の合計量は、３．５～８ｗｔ．％の範囲、さらになお好ましくは４～６ｗｔ．％の範囲に含まれる。そのさらになお好ましい実施形態によれば、工程（３）で得られるイオン交換した材料中の銅及び／又は鉄の合計量は、Ｆｅ２Ｏ３及びＣｕＯとして計算してそれぞれ４～５ｗｔ．％の範囲である。
【0071】
このように、例として、任意の好適な鉄（ＩＩ）及び／又は鉄（ＩＩＩ）化合物、好ましくは任意の鉄（ＩＩ）化合物、例えば１つ以上の鉄（ＩＩ）及び／又は鉄（ＩＩＩ）塩、より好ましくはハロゲン化鉄、好ましくは塩化鉄及び／又は臭化鉄、より好ましくは塩化鉄、鉄ペルクロラート、鉄スルフィット、鉄スルフェート、鉄ヒドロゲンスルフェート、鉄ニトリット、鉄ニトラート、鉄ジヒドロゲンホスフェート、鉄ヒドロゲンホスフェート、鉄カーボネート、鉄ヒドロゲンカーボネート、鉄アセテート、鉄シトラート、鉄マロネート、鉄オキサレート、鉄タートラート、及びこれらの２つ以上の混合物からなる群から選択される１つ以上の鉄（ＩＩ）塩を採用してよい。好ましくは、スラリーを作成する工程中のイオン交換に使用する１つ以上の鉄化合物は、好ましくは、塩化鉄及び／又は臭化鉄、好ましくは塩化鉄、鉄ペルクロラート、鉄スルフェート、鉄ニトラート、鉄アセテート、及びそれらの２つ以上の混合物からなる群から選択され、好ましくは、１つ以上の鉄化合物は、鉄（ＩＩ）又は鉄（ＩＩＩ）化合物である。本発明の特に好ましい実施形態によれば、スラリーを作成する工程中のイオン交換に使用する鉄は、鉄ニトラート、好ましくは鉄（ＩＩＩ）ニトラートを含み、さらになお好ましくはスラリーを作成する工程中の鉄化合物として鉄（ＩＩＩ）ニトラートを使用する。
【0072】
スラリーを作成する工程中のイオン交換に使用してよい銅化合物に関して、繰り返しとなるが、任意の好適な銅（Ｉ）及び／又は銅（ＩＩ）化合物を使用してよく、好ましくは銅（ＩＩ）塩である銅（ＩＩ）化合物を使用することが好ましい。よって、例として、１つ以上の銅（ＩＩ）塩を使用してよく、これは、銅（ＩＩ）ハロゲン化物、好ましくは塩化銅（ＩＩ）及び／又は臭化銅（ＩＩ）、より好ましくは塩化銅（ＩＩ）、銅（ＩＩ）ペルクロラート、銅（ＩＩ）スルフィット、銅（ＩＩ）ヒドロゲンスルフェート、銅（ＩＩ）スルフェート、銅（ＩＩ）ニトリット、銅（ＩＩ）ニトラート、銅（ＩＩ）ジヒドロゲンホスフェート、銅（ＩＩ）ヒドロゲンホスフェート、銅（ＩＩ）ホスフェート、銅（ＩＩ）ヒドロゲンカーボネート、銅（ＩＩ）カーボネート、銅（ＩＩ）アセテート、銅（ＩＩ）シトラート、銅（ＩＩ）マロネート、銅（ＩＩ）オキサラート、銅（ＩＩ）タートラート、銅（ＩＩ）オキシド、及びこれらの２つ以上の混合物からなる群から選択され、より好ましくは、銅（ＩＩ）塩は、塩化銅（ＩＩ）及び／又は臭化銅（ＩＩ）、好ましくは塩化銅（ＩＩ）、銅（ＩＩ）スルフェート、銅（ＩＩ）ニトラート、銅（ＩＩ）アセテート、銅（ＩＩ）オキシド、及びそれらの２つ以上の混合物からなる群から選択される。本発明の特に好ましい実施形態によれば、スラリーを作成する工程中のイオン交換に使用する銅は、銅（ＩＩ）オキシドを含み、より好ましくは、スラリーを作成する工程中のイオン交換に使用する銅化合物は、銅（ＩＩ）オキシドである。
【0073】
このように、１つ以上の実施形態では、スラリーを作成するプロセスに供するゼオライト材料は、スラリーを作成する工程中に、場合により、Ｈ＋及び／又はＮＨ４
＋で、好ましくはＨ＋でイオン交換してよく、及び／又は好ましくは場合により、銅及び／又は鉄でイオン交換する前にか焼してよい。本発明の好ましい実施形態によれば、スラリーを作成する工程中に、得られるゼオライト材料をまずＨ＋でイオン交換してから、銅及び／又は鉄でイオン交換する。この点において、ゼオライト材料に含有されるイオン性非骨格要素のＨ＋に対する交換を達成するために、考えられる任意のイオン交換手順、例えば酸による、例えば酸性媒体による、特に酸性溶液によるゼオライト材料の処理、を採用してよい。しかしながら本発明によれば、非骨格要素のＨ＋に対する前記イオン交換は、まず、ゼオライト材料に含有される１つ以上のイオン性非骨格要素を、アンモニウムに対して、例えばゼオライト材料とアンモニウム含有溶液とを接触させることなどによってイオン交換し、その後、アンモニウムでイオン交換したゼオライト材料をか焼することによって達成することが、特に好ましい。前記の特に好ましい実施形態によれば、アンモニウム交換手順とそれに続くか焼手順を１回以上、好ましくは２回繰り返すことによって、スラリーを作成するプロセスに使用するゼオライト材料のＨ－形が得られる。
【0074】
いくつかの好ましい実施形態では、Ｈ－形の粉末の又は噴霧されたＡＥＩゼオライト材料は、好適な耐火性バインダーと混合するか、又は好適な耐火性バインダーでコーティングする。一般的に、好適なバインダーとは、結合するべきゼオライト材料粒子の間に、バインダーなしで存在し得る物理吸着を超える接着性及び／又は凝集性を付与するあらゆる化合物である。このようなバインダーの例としては、金属酸化物、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２又はＭｇＯ、又は粘土、又はこれらの化合物の２つ以上の混合物が挙げられる。採用することができる天然に存在する粘土には、モンモリロナイト及びカオリンファミリーが含まれ、当該ファミリーには、サブベントナイト（subbentonites）、及びＤｉｘｉｅ、ＭｃＮａｍｅｅ、Ｇｅｏｒｇｉａ及びＦｌｏｒｉｄａ粘土として一般的に知られているカオリン、又は主な鉱物構成成分がハロイサイト、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、又はアナウキサイトであるものが含まれる。このような粘土は、元々採掘された生の状態で使用することができ、又はまずか焼し、酸処理又は化学的変性に供して使用することもできる。さらに、本発明によるゼオライト材料は、シリカ－アルミナ、シリカ－マグネシア、シリカ－ジルコニア、シリカ－トリア、シリカ－ベリリア、シリカ－チタニアなどの多孔質マトリックス材料、及びシリカ－アルミナ－トリア、シリカ－アルミナ－ジルコニア、シリカ－アルミナ－マグネシア及びシリカ－マグネシア－ジルコニアなどの三元組成物と複合化させることができる。
【0075】
いくつかの好ましい実施形態では、粉末の又は噴霧された材料は、場合により、上述のような好適な耐火性バインダーと混合するか、又は好適な耐火性バインダーでコーティングした後、例えば水を用いて水性混合物を形成してスラリーを形成し、好適な耐火性担体上に堆積させる。スラリーも、他の化合物、例えば安定剤、消泡剤、促進剤、分散剤、界面活性剤、レオロジー調整剤などを含んでよい。通常は、担体は部材を含み、しばしば「ハニカム」担体と呼ばれ、基材を貫通して延びる複数の微細で平行なガス流通路を有する１つ以上の耐火性本体を含む。このような担体は当技術分野でよく知られており、コージエライトなどの任意の好適な材料で作られていてよい。
【0076】
１つ以上の実施形態では、水性混合物を用いたコーティングプロセスであって、水性混合物が１０～９０質量％、好ましくは２５～８０質量％、より好ましくは４０～７０質量％の水からなる。
【0077】
１つ以上の実施形態では、調製される水性混合物は、水性混合物中に含まれるゼオライト材料の質量に基づいて、２～５０質量％の範囲、好ましくは３～３５質量％の範囲、より好ましくは４～２０質量％の範囲の量で、非ゼオライトのオキシディック（oxidic）材料を含む。
【0078】
１つ以上の実施形態では、水性混合物はオキシディックバインダーの前駆体をさらに含み、前駆体は、好ましくはアルミニウム塩、ケイ素塩、ジルコニウム塩、及びチタン塩のうちの１つ以上、より好ましくはジルコニウム塩、及びアルミニウム塩のうちの１つ以上、より好ましくはジルコニウム塩、より好ましくはジルコニウムアセテートであり、
より好ましくは、調製される水性混合物において、酸化物として、好ましくはアルミナ、シリカ、ジルコニア又はチタニアとして計算される前駆体の量、より好ましくはＺｒＯ２として計算されるジルコニウム塩の量が、水性混合物中に含まれるゼオライト材料の質量に基づいて、１～１０質量％の範囲、より好ましくは２～８質量％の範囲、より好ましくは３～７質量％の範囲である。
より好ましくは、調製される水性混合物において、酸化物として、好ましくはアルミナ、シリカ、ジルコニア又はチタニアとして計算される前駆体の量、より好ましくはＺｒＯ２として計算されるジルコニウム塩の量が、水性混合物中に含まれるゼオライト材料の質量に基づいて、１～１０質量％の範囲、より好ましくは２～８質量％の範囲、より好ましくは３～７質量％の範囲である。
【0079】
１つ以上の実施形態では、調製される水性混合物は、調製される水性混合物中に含まれるゼオライト材料の質量に基づいて、好ましくは０．５～１５質量％の範囲、より好ましくは１～７．５質量％の範囲の量で、添加剤をさらに含む。
【0080】
１つ以上の実施形態では、調製される水性混合物は、糖、好ましくはスクロース、グルコース及びフルクトースのうちの１つ以上、より好ましくはスクロースをさらに含み、調製される水性混合物は、調製される水性混合物中に含まれるゼオライト材料の質量に基づいて、１～１５質量％の範囲、好ましくは２～１０質量％の範囲、より好ましくは２．５～６質量％の範囲の量で糖を含むことが好ましい。
【0081】
１つ以上の実施形態では、調製される水性混合物であって、スラリー調製プロセスが、好ましくは水性混合物の粒子が０．５～５０マイクロメートルの範囲、より好ましくは２～３０マイクロメートルの範囲、より好ましくは２～２０マイクロメートルの範囲のＤ９０を有するまで、水性混合物を粉砕することをさらに含む。
【0082】
１つ以上の実施形態では、調製プロセスによって調製するＳＣＲ触媒組成物は、約１ミクロン～約１０ミクロンの粒径分布（ＰＳＤ）Ｄ５０を有する。１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒組成物は、約２ミクロン～約３０ミクロンの粒径分布Ｄ９０を有する。
【0083】
いくつかの好ましい実施形態では、本願明細書に記載の特定の及び好ましい実施形態のいずれか１項によるゼオライト材料は、触媒及び／又は触媒支持体として、好ましくは窒素酸化物ＮＯｘを選択的に還元するための選択的触媒還元（ＳＣＲ）プロセスの触媒として使用する。
【0084】
よって本発明は、ＮＯｘを含有するガス流を、本願明細書に記載の特定の及び好ましい実施形態のいずれか１項によるＡＥＩ型骨格構造を有するゼオライト材料を含有する触媒と、特に、好適な還元条件下で接触させることによって、窒素酸化物ＮＯｘを選択的に還元する方法に関するものである。本発明の意味において、「窒素酸化物」及び「ＮＯｘ」という用語は、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、及び／又はこれらの混合物を指し、好ましくは、ＮＯ及びＮＯ２の混合物を指す。
【0085】
本発明の排気システムを設定するために、ＡＥＩゼオライトを基材上に配置してよい。１つ以上の実施形態では、基材は、触媒の調製に通常使用される材料のうちの任意でよく、通例セラミック又は金属のハニカム構造を含む。任意の好適な基材を用いてよく、例えば微細で平行なガス流通路が基材の入口又は出口面から基材を貫通して延び、通路は流体がそこを貫通して流れるように開放されている型のモノリシック基材（ハニカムフロースルー基材と呼ばれる）が挙げられる。流体入口から流体出口まで基本的に直線路である通路は、通路を通って流れるガスが触媒材料と接触するように触媒材料がウォッシュコートとして配置されている壁によって画定される。モノリシック基材の流路は薄壁のチャネルであり、台形、長方形、正方形、正弦波形、六角形、楕円形、円形等の任意の好適な断面形状及び寸法であることが可能である。このような構造は、断面の１平方インチ（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）あたり、約６０個～約４００個以上のガス入口開口部（すなわち、セル）を含有できる。
【0086】
１つ以上の実施形態では、基材は、チャネルが交互に遮断され、一方の方向（入口方向）からチャネルに入るガス状流がチャネル壁を通って流れ、他方の方向（出口方向）からチャネルより出ることを可能にするウォールフローフィルタ基材であることも可能である。触媒組成物は、フロースルー又はウォールフローフィルタ上にコーティングすることができる。ウォールフロー基材を利用する場合、得られるシステムは、ガス状汚染物質と共に微粒子状物質を除去することができる。ウォールフローフィルタ基材は、コージエライト、アルミニウムチタネート又はシリコンカーバイドなど、当技術分野で一般的に知られている材料から作ることができる。ウォールフローフィルタ上の触媒組成物の担持量は、多孔性及び壁厚などの基材の特性に依存し、通常はフロースルー基材上の担持量よりも低いことが理解されよう。
【0087】
１つ以上の実施形態では、セラミック基材は、任意の好適な耐火性材料、例えばコージエライト、コージエライト－アルミナ、シリコンニトリド、ジルコンムライト、スポジュメン、アルミナ－シリカマグネシア、ジルコンシリケート、シリマナイト、マグネシウムシリケート、ジルコン、ペタライト、アルファ－アルミナ、アルミノシリケートなどで作成してよい。
【0088】
本発明の実施形態の触媒に有用な基材は、本来金属性であるものでもよく、１種以上の金属又は合金から構成されていてよい。金属性基材は、波形シート又はモノリシック形態などの様々な形状で用いてよい。好適な金属性支持体には、耐熱金属、チタン及びステンレス鋼などの金属合金、及び鉄が実質的又は主要な成分である他の合金が含まれる。そのような合金は、ニッケル、クロム及び／又はアルミニウムのうちの１つ以上を含有してよく、これら金属の合計量は、少なくとも１５ｗｔ．％の合金、例えば１０～２５ｗｔ．％のクロム、３～８ｗｔ．％のアルミニウム及び最大で２０ｗｔ．％のニッケルを有利に含有できる。合金は、マンガン、銅、バナジウム、チタンなどの１つ以上の他の金属を少量又は微量含有してもよい。金属基材の表面は、基材の表面に酸化物の層を形成することによって合金の耐腐食性を向上させるために、高温、例えば１０００℃以上で酸化させてよい。そのような高温で誘導する酸化は、耐火性金属酸化物支持体及び触媒促進金属成分の基材への接着性を増進できる。
【0089】
代替の実施形態では、ＡＥＩ型骨格構造を有する本発明のゼオライト材料は、開放セル発泡体基材上に配置してよい。そのような基材は当技術分野でよく知られており、通常は耐火性セラミック又は金属材料の形態である。
【0090】
いくつかの好ましい実施形態では、先の実施形態で概説したように、ゼオライト材料は、スラリー作成プロセスの後に好適な基材上にコーティングされる。スラリー作成プロセス後にゼオライト材料がコーティングされる前記好ましい実施形態によれば、そのような基材にコーティングされるスラリーの量について、その総乾燥ゲインが、ブランク基材の体積に対するか焼後の総乾燥ゲインとして計算して、１０～３５０ｇ／ｌの範囲に含まれていることを条件に、特に制限はない。しかし、特に好ましい実施形態によれば、総乾燥ゲインは、２０～３００ｇ／ｌの範囲、より好ましくは５０～２５０ｇ／ｌの範囲、さらになお好ましくは８０～２００ｇ／ｌの範囲に含まれる。特に好ましい実施形態によれば、基材上の総乾燥ゲインは、ブランク基材の質量に対するか焼後の総乾燥ゲインとして計算して、１００～２００ｇ／ｌの範囲に含まれる。
【0091】
いくつかのより好ましい実施形態では、水性混合物を、基材の入口端から出口端まで、又は基材の出口端から入口端まで、基材軸方向長さのｘ％にわたって配置し、ｘは８０～１００の範囲、好ましくは９０～１００の範囲、より好ましくは９５～１００の範囲、より好ましくは９８～１００の範囲である。
【0092】
１つ以上の実施形態では、水性スラリーを用いたコーティングプロセスであって、基材がウォールフローフィルタ基材、好ましくは、コージエライトウォールフローフィルタ基材、シリコンカーバイドウォールフローフィルタ基材及びアルミニウムチタネートウォールフローフィルタ基材のうちの１つ以上、より好ましくは、シリコンカーバイドウォールフローフィルタ基材及びアルミニウムチタネートウォールフローフィルタ基材のうちの１つ以上、より好ましくはシリコンカーバイドウォールフローフィルタ基材である。
【0093】
１つ以上の実施形態では、水性スラリーを用いたコーティングプロセスであって、基材がフロースルー基材、好ましくは、コージエライトフロースルー基材、シリコンカーバイドフロースルー基材及びアルミニウムチタネートフロースルー基材のうちの１つ以上、より好ましくは、シリコンカーバイドフロースルー基材及びアルミニウムチタネートフロースルー基材のうちの１つ以上、より好ましくはシリコンカーバイドフロースルー基材である。
【0094】
１つ以上の実施形態では、水性スラリーを用いたコーティングプロセスであって、コーティングされた基材の乾燥を、６０～３００℃の範囲、好ましくは９０～２００℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行い、ガス雰囲気は好ましくは酸素を含む。
【0095】
１つ以上の実施形態では、水性スラリーを用いたコーティングプロセスであって、乾燥をガス雰囲気中で、１０秒～１５分の範囲、好ましくは２０秒～１０分の範囲、より好ましくは３０秒～５分の範囲の持続時間で行い、ガス雰囲気は好ましくは酸素を含む。
【0096】
水性スラリーを用いたコーティングプロセスであって、配置することが、
（ｉｉ．１）入口端、出口端、入口端から出口端まで延びる基材の軸方向の長さ、及び基材を貫通して延びる内壁によって画定される複数の通路を含む基材の、内壁の表面上に、水性混合物の第１の部分を配置すること、及び混合物の第１の部分が上に配置されている基材を乾燥させること、
（ｉｉ．２）（ｉｉ．１）で得られた、混合物の第１の部分が上に配置されている基材上に、水性混合物の第２の部分を配置すること、及び場合により、混合物の第１の部分と第２の部分とが上に配置されている基材を乾燥させること、
を含む。
（ｉｉ．１）入口端、出口端、入口端から出口端まで延びる基材の軸方向の長さ、及び基材を貫通して延びる内壁によって画定される複数の通路を含む基材の、内壁の表面上に、水性混合物の第１の部分を配置すること、及び混合物の第１の部分が上に配置されている基材を乾燥させること、
（ｉｉ．２）（ｉｉ．１）で得られた、混合物の第１の部分が上に配置されている基材上に、水性混合物の第２の部分を配置すること、及び場合により、混合物の第１の部分と第２の部分とが上に配置されている基材を乾燥させること、
を含む。
【0097】
１つ以上の実施形態では、水性スラリーを用いたコーティングプロセスであって、（ｉ．１）により基材の内壁の表面上に水性混合物の第１の部分を配置する前に、得られた水性混合物をさらに希釈する。
【0098】
１つ以上の実施形態では、水性スラリーを用いたコーティングプロセスであって、コーティングして乾燥させた水性混合物を、３００～９００℃の範囲、好ましくは４００～６５０℃の範囲、より好ましくは４００～５００℃の範囲、又はより好ましくは５５０～６００℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中でさらにか焼し、ガス雰囲気は好ましくは酸素を含む。
【0099】
１つ以上の実施形態では、水性スラリーを用いたコーティングプロセスであって、か焼をガス雰囲気中で０．１～４時間の範囲、好ましくは０．２～２．０時間の範囲の持続時間で行い、ガス雰囲気は好ましくは酸素を含む。
【0100】
１つ以上の実施形態では、銅を含むゼオライト材料を含むＳＣＲ触媒であって、前記触媒は、水性スラリーを用いたコーティングプロセス、その後の乾燥及びか焼によって得られるか、又は得ることができる。
【0101】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒であって、触媒に含まれる銅又は鉄のうち、７５～１００質量％、好ましくは７８～１００質量％、より好ましくは８０～１００質量％が、ゼオライト材料に含まれる。
【0102】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒であって、触媒が０．５～６ｇ／ｉｎ３の範囲、好ましくは１．２～５．５ｇ／ｉｎ３の範囲、より好ましくは１．７～４．５ｇ／ｉｎ３の範囲の担持量でゼオライト材料を含む。
【0103】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒であって、触媒が０．０２～１．８ｇ／ｉｎ３の範囲、好ましくは０．１～１．３５ｇ／ｉｎ３の範囲、より好ましくは０．１～０．９ｇ／ｉｎ３の範囲の担持量で非ゼオライトのオキシディック材料を含む。
【0104】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒であって、触媒がオキシディックバインダーをさらに含み、オキシディックバインダーが、アルミナ、シリカ、ジルコニア及びチタニアと、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ及びＴｉのうちの２つ以上の混合酸化物と、これらの２つ以上の混合物とからなる群から選択され、好ましくは、アルミナ及びジルコニアと、Ａｌ及びＺｒの混合酸化物と、これらの混合物とからなる群から選択され、オキシディックバインダーがより好ましくはジルコニアであり、
触媒が、より好ましくは０．０１～０．９ｇ／ｉｎ３の範囲、より好ましくは０．０４～０．６ｇ／ｉｎ３の範囲、より好ましくは０．０６～０．３ｇ／ｉｎ３の範囲の担持量でオキシディックバインダーを含む。
触媒が、より好ましくは０．０１～０．９ｇ／ｉｎ３の範囲、より好ましくは０．０４～０．６ｇ／ｉｎ３の範囲、より好ましくは０．０６～０．３ｇ／ｉｎ３の範囲の担持量でオキシディックバインダーを含む。
【0105】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒は、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ニオブから選択される少なくとも１つの無機金属酸化物材料を含む。或る特定の実施形態では、ＳＣＲは、酸化バナジウムと酸化チタンとの混合酸化物を含む。或る特定の実施形態では、ＳＣＲは、酸化バナジウム、酸化ケイ素、及び酸化チタンの混合酸化物を含む。或る特定の他の実施形態では、ＳＣＲは、酸化バナジウム、酸化タングステン、及び酸化チタンの混合酸化物を含む。或る他の特定の実施形態では、ＳＣＲは、酸化バナジウム、酸化アンチモン、及び酸化チタンの混合酸化物を含む。
【0106】
或る特定の実施形態では、ＳＣＲ触媒組成物は、少なくとも希土類金属成分を有する。具体的な実施形態では、ＳＣＲ触媒組成物は、セリウムを有する。
【0107】
或る特定の実施形態では、ＳＣＲ触媒組成物は、少なくともアルカリ金属成分及び／又はアルカリ土類金属成分を有する。
【0108】
１つ以上の実施形態では、任意の第２のＳＣＲ触媒は、銅又は鉄を含むゼオライト材料を含み、ＡＢＷ、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＥＮ、ＡＥＴ、ＡＦＧ、ＡＦＩ、ＡＦＮ、ＡＦＯ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＶ、ＡＦＸ、ＡＦＹ、ＡＨＴ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＳＴ、ＡＳＶ、ＡＴＮ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＡＴＴ、ＡＴＶ、ＡＶＬ、ＡＷＯ、ＡＷＷ、ＢＣＴ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＩＫ、ＢＯＦ、ＢＯＧ、ＢＯＺ、ＢＰＨ、ＢＲＥ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＡＳ、ＣＤＯ、ＣＦＩ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＡ、－ＣＨＩ、－ＣＬＯ、ＣＯＮ、ＣＳＶ、ＣＺＰ、ＤＡＣ、ＤＤＲ、ＤＦＯ、ＤＦＴ、ＤＯＨ、ＤＯＮ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＥＩ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＥＳＶ、ＥＴＲ、ＥＵＯ、＊－ＥＷＴ、ＥＺＴ、ＦＡＲ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＦＲＡ、ＧＩＳ、ＧＩＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＧＯＯ、ＨＥＵ、ＩＦＯ、ＩＦＲ、－ＩＦＵ、ＩＦＷ、ＩＦＹ、ＩＨＷ、ＩＭＦ、ＩＲＮ、ＩＲＲ、－ＩＲＹ、ＩＳＶ、ＩＴＥ、ＩＴＧ、ＩＴＨ、＊－ＩＴＮ、ＩＴＲ、ＩＴＴ、－ＩＴＶ、ＩＴＷ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＢＷ、ＪＮＴ、ＪＯＺ、ＪＲＹ、ＪＳＮ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＪＳＷ、ＫＦＩ、ＬＡＵ、ＬＥＶ、ＬＩＯ、－ＬＩＴ、ＬＯＳ、ＬＯＶ、ＬＴＡ、ＬＴＦ、ＬＴＪ、ＬＴＬ、ＬＴＮ、ＭＡＲ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＥＬ、ＭＥＰ、ＭＥＲ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＯＮ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、＊ＭＲＥ、ＭＳＥ、ＭＳＯ、ＭＴＦ、ＭＴＮ、ＭＴＴ、ＭＴＷ、ＭＶＹ、ＭＷＦ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＮＯＮ、ＮＰＯ、ＮＰＴ、ＮＳＩ、ＯＢＷ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＯＳＯ、ＯＷＥ、－ＰＡＲ、ＰＡＵ、ＰＣＲ、ＰＨＩ、ＰＯＮ、ＰＯＳ、ＰＳＩ、ＰＵＮ、ＲＨＯ、－ＲＯＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＲＴＥ、ＲＴＨ、ＲＵＴ、ＲＷＲ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＡＳ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＢＥ、ＳＢＮ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＦＨ、ＳＦＮ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、＊ＳＦＶ、ＳＦＷ、ＳＧＴ、ＳＩＶ、ＳＯＤ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＳＦ、＊－ＳＳＯ、ＳＳＹ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、＊ＳＴＯ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、－ＳＶＲ、ＳＶＶ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＨＯ、ＴＯＬ、ＴＯＮ、ＴＳＣ、ＴＵＮ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＵＯＳ、ＵＯＶ、ＵＯＺ、ＵＳＩ、ＵＴＬ、ＵＷＹ、ＶＥＴ、ＶＦＩ、ＶＮＩ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、－ＷＥＮ、ＹＵＧ、ＺＯＮ、これらの２つ以上の混合物、及びこれらの２つ以上の混合型からなる群から選択される骨格型、好ましくはＣＨＡ、ＡＥＩ、ＲＴＨ、ＬＥＶ、ＤＤＲ、ＫＦＩ、ＥＲＩ、ＡＦＸ、ＢＥＡ、これらの２つ以上の混合物、及びこれらの２つ以上の混合型からなる群から選択される骨格型、より好ましくはＣＨＡ、ＡＥＩ、ＲＴＨ、ＡＦＸ、ＢＥＡ、これらの２つ以上の混合物、及びこれらの２つ以上の混合型からなる群から選択される骨格型、より好ましくはＣＨＡ、ＡＥＩ及びＢＥＡからなる群から選択される骨格型を有し、銅又は鉄を含むゼオライト材料は、骨格型ＣＨＡを有する。
【0109】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒はゼオライト材料を含み、好ましくは、このゼオライト材料は骨格型ＣＨＡを有し、走査電子顕微鏡で測定して少なくとも０．１マイクロメートル、好ましくは０．１～３．０マイクロメートルの範囲、より好ましくは０．３～１．９マイクロメートルの範囲、より好ましくは０．４～１．５マイクロメートルの範囲の平均結晶子径を有する。
【0110】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒はゼオライト材料を含み、このゼオライト材料は骨格型ＣＨＡを有し、アルミナに対するシリカのモル比を少なくとも５、好ましくは５～４０の範囲、より好ましくは８～３５の範囲、より好ましくは１０～２５の範囲で有する。
【0111】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒はゼオライト材料を含み、このゼオライト材料は骨格型ＢＥＡを有し、アルミナに対するシリカのモル比を少なくとも５、好ましくは５～５０の範囲、より好ましくは８～４０の範囲、より好ましくは１０～３０の範囲で有する。
【0112】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒はゼオライト材料を含み、このゼオライト材料は骨格型ＡＥＩを有し、アルミナに対するシリカのモル比を少なくとも１０、好ましくは１０～３０の範囲、より好ましくは１２～２５の範囲、より好ましくは１４～１９の範囲で有する。
【0113】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒はゼオライト材料を含み、ゼオライト材料中に含まれる銅の量は、ＣｕＯとして計算して、ゼオライト材料の質量に基づいて０．１～１０質量％の範囲、好ましくは１～８質量％の範囲、より好ましくは２～６質量％の範囲である。
【0114】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲは、Ｆｅと、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＡＦＸ及びＬＴＡから好ましくは選択されるがこれらに限定されない骨格型を有するゼオライトとを含む。具体的な一実施形態では、ＳＣＲは、Ｆｅと、ＢＥＡ構造を有するゼオライトとを含む。他の１つの具体的な実施形態では、ＳＣＲは、ＦｅとＣＨＡ構造を有するゼオライトとを含む。
【0115】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒はゼオライト材料を含み、ゼオライト材料中に含まれる鉄の量は、Ｆｅ２Ｏ３として計算して、ゼオライト材料の質量に基づいて０．１～１０質量％の範囲、好ましくは１～８質量％の範囲、より好ましくは２～６質量％の範囲である。
【0116】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒は、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ニオブから選択される少なくとも１つの無機金属酸化物材料を含む。或る特定の実施形態では、ＳＣＲは、酸化バナジウムと酸化チタンとの混合酸化物を含む。或る特定の実施形態では、ＳＣＲは、酸化バナジウム、酸化ケイ素及び酸化チタンの混合酸化物を含む。或る特定の他の特定の実施形態では、ＳＣＲは、酸化バナジウム、酸化タングステン及び酸化チタンの混合酸化物を含む。或る特定の他の特定の実施形態では、ＳＣＲは、酸化バナジウム、酸化アンチモン及び酸化チタンの混合酸化物を含む。
【0117】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒組成物は、少なくとも希土類金属成分を有する。具体的な実施形態では、ＳＣＲ触媒組成物は、セリウムを有する。
【0118】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒組成物は、少なくともアルカリ金属成分及び／又はアルカリ土類金属成分を有する。
【0119】
１つ以上の実施形態では、第２のＳＣＲ触媒組成物は、耐火性金属酸化物、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、プラセオジミア、マグネシア、酸化バリウム、酸化マンガン、酸化スズ、酸化タングステン、希土類金属酸化物、卑金属酸化物など、及びそれらの物理的混合物又は化学的組み合わせを有し、結合性、熱安定性、耐硫黄性などの有利な特性を提供する。
【0120】
第２のＳＣＲ触媒を調製するための方法であって、
（ｉ）水と、骨格型ＣＨＡを有するゼオライト材料と、銅又は鉄の供給源とを含む水性混合物を調製する工程、
（ｉｉ）場合により、（ｉ）で得られた混合物を乾燥させる工程、
（ｉｉｉ）（ｉ）又は（ｉｉ）で得られた混合物をか焼する工程
を含む方法。
（ｉ）水と、骨格型ＣＨＡを有するゼオライト材料と、銅又は鉄の供給源とを含む水性混合物を調製する工程、
（ｉｉ）場合により、（ｉ）で得られた混合物を乾燥させる工程、
（ｉｉｉ）（ｉ）又は（ｉｉ）で得られた混合物をか焼する工程
を含む方法。
【0121】
１つ以上の実施形態では、調製プロセスにより調製する第２のＳＣＲ触媒組成物は、約１ミクロン～約１０ミクロンの粒径分布（ＰＳＤ）Ｄ５０を有する。１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒組成物は、約２ミクロン～約３０ミクロンの粒径分布Ｄ９０を有する。
【0122】
１つ以上の実施形態では、調製プロセスにより調製するＳＣＲ触媒組成物は、約５０～約７００ｍ２／ｇの範囲の全表面積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、調製プロセスにより調製するＳＣＲ触媒組成物は、約０．３～約１．５ｃｍ３／ｇの範囲の全細孔容積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ触媒組成物は、約２～約５０ｎｍの範囲の平均細孔直径（ＢＥＴ）を有する。
【0123】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲは調製プロセスにより、約０．５～約６ｇ／ｉｎ３、好ましくは約１．５～約５．５ｇ／ｉｎ３、より好ましくは約２．０～約４．５ｇ／ｉｎ３の少なくとも触媒ウォッシュコート担持（乾燥ゲイン）でコーティングされる。
【0124】
ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）組成物
本明細書で使用する用語、「ＤＯＣ」とは、ディーゼル車両からのＨＣ及びＣＯの排出を制御する、ディーゼル酸化触媒を指す。ＤＯＣ触媒は、主にＰＧＭ、アルミナ、ゼオライト及びチタニアをセラミック基材上に含有し、好ましくはＰｔ、添加剤としてのチタニア及びシリカをセラミック基材上に含有する。
本明細書で使用する用語、「ＤＯＣ」とは、ディーゼル車両からのＨＣ及びＣＯの排出を制御する、ディーゼル酸化触媒を指す。ＤＯＣ触媒は、主にＰＧＭ、アルミナ、ゼオライト及びチタニアをセラミック基材上に含有し、好ましくはＰｔ、添加剤としてのチタニア及びシリカをセラミック基材上に含有する。
【0125】
一般的にＤＯＣ組成物は、耐火性金属支持体などの支持上に分散した１つ以上の白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む。炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の両方のガス状汚染物質を、これら汚染物質の二酸化炭素と水への酸化を触媒することによって転化するために、ディーゼルエンジンの排気の処理に使用される、様々なこのようなＤＯＣ組成物が知られている。ガス状ＨＣ及びＣＯ排出物及び微粒子状物質（ＳＯＦ部分）の転化に加えて、様々なこのようなＤＯＣ組成物は、ＮＯのＮＯ２への酸化を触媒して、排気からＮＯｘを除去する下流のＳＣＲ反応（高速ＳＣＲ反応による）を促進する。場合により、様々なこのようなＤＯＣ組成物は、炭化水素貯蔵、ＮＯｘ貯蔵、及び燃料点火の少なくとも１つの機能を示す組成物と統合される。
【0126】
本明細書で使用する用語、「ＰＧＭ」とは、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、及び／又は金（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、及び／又はＡｕ）などの白金族金属を指す。ＰＧＭは、ゼロ価の金属形態であってよく、又はＰＧＭは酸化物形態であってもよいことを理解されたい。ＰＧＭ成分は、任意の原子価状態のＰＧＭを含むことができる。「白金（Ｐｔ）成分」、「ロジウム（Ｒｈ）成分」、「パラジウム（Ｐｄ）成分」、「イリジウム（Ｉｒ）成分」、「ルテニウム（Ｒｕ）成分」などの用語は、それぞれの白金族金属化合物、錯体などを指し、これらは、触媒のか焼又は使用時に分解するか、そうでなければ触媒活性形態、通常は金属又は金属酸化物に変換される。いくつかの実施形態では、ＰＧＭ成分は、金属又はその酸化物（例えば、白金又はその酸化物を含むが、これらに限定されない）である。
【0127】
１つ以上の実施形態では、本明細書に開示するＤＯＣ組成物は、ＤＯＣ触媒の体積に対するＰＧＭ元素の総質量として計算して、約５ｇ／ｆｔ３～約２５０ｇ／ｆｔ３、好ましくは約１０ｇ／ｆｔ３～約１４０ｇ／ｆｔ３の総ＰＧＭ担持量を含む。
【0128】
１つ以上の実施形態では、本明細書に開示するＤＯＣ組成物は、乾燥ＤＯＣ組成物の質量に基づいて、約０．１ｗｔ．％～約２０ｗｔ．％、好ましくは約０．５ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％の総ＰＧＭ担持量を含む。
【0129】
１つ以上の実施形態では、本明細書で開示するＤＯＣ組成物は、パラジウム（Ｐｄ）を含まずに白金（Ｐｔ）成分を含む。
【0130】
１つ以上の実施形態では、本明細書で開示するＤＯＣ組成物は、白金（Ｐｔ）を含まずにパラジウム（Ｐｄ）成分を含む。
【0131】
１つ以上の実施形態では、本明細書で開示するＤＯＣ組成物は、白金成分及びパラジウム成分の両方を含む。いくつかの実施形態では、Ｐｔ／Ｐｄ質量比は、約１０：１～約１：１０、好ましくは約１：２～約２：１である。
【0132】
１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ組成物は、例えば、乾燥ＤＯＣ組成物の質量に基づいて、約０．１ｗｔ．％～約２０ｗｔ．％、好ましくは約０．５ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％の範囲の白金成分を含んでよい。
【0133】
１つ以上の実施形態において、ＤＯＣ組成物は、例えば、ＤＯＣ触媒の体積に基づいて、約１～約１６７ｇ／ｆｔ３の白金成分を含んでよい。
【0134】
１つ以上の実施形態において、ＤＯＣ組成物は、例えば、乾燥ＤＯＣ組成物の質量に基づいて、約０．１ｗｔ．％～約２０ｗｔ．％、好ましくは約０．５ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％のパラジウム成分を含んでよい。
【0135】
１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ組成物は、例えば、ＤＯＣ触媒の体積に基づいて、約１～約１６７ｇ／ｆｔ３のパラジウム成分を含んでよい。
【0136】
１つ以上の実施形態では、開示するＤＯＣ組成物の白金成分及びパラジウム成分の両方が、支持体材料上に支持される（ここで、白金成分及びパラジウム成分が支持されている支持体材料は、同じであっても異なっていてもよい）。支持体材料はゼオライトでも非ゼオライトでもよい。触媒層における「非ゼオライトの支持体」又は「非ゼオライト支持体」とは、ゼオライトではなく、貴金属、安定剤、促進剤、バインダーなどを、会合、分散、含浸又は他の好適な方法で受け取る材料を指す。このような非ゼオライトの支持体の例には、高表面積の耐火性金属酸化物が含まれるが、これに限定されない。例えば、触媒活性のある白金成分及びパラジウム成分を堆積させた支持体材料は、高温で、例えばガソリン又はディーゼルエンジンの排気に関連する温度で、化学的及び物理的安定性を示す耐火性金属酸化物を含む。
【0137】
本明細書で使用する用語、「層」及び「層状」とは、表面、例えば基材上に支持された構造を指す。
【0138】
本明細書で使用する用語、「支持体」とは、追加の化学化合物又は元素が担持されているその下にある高表面積の材料を指す。
【0139】
本明細書で使用する用語、「耐火性金属酸化物」とは、熱及び摩耗に極めて耐性のある金属酸化物、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、プラセオジミア（praseodymia）、マグネシア、酸化バリウム、酸化マンガン、酸化スズ、酸化タングステン、希土類金属酸化物、卑金属酸化物など、及びそれらの物理的混合物又は化学的組合わせを指し、原子的にドープされた組み合わせ、及び活性化アルミナなどの高表面積又は活性化された化合物も含まれる。シリカ－アルミナ、セリア－ジルコニア、プラセオジミア－セリア、アルミナ－ジルコニア、アルミナ－セリア－ジルコニア、ランタナ－アルミナ、ランタナ－ジルコニア－アルミナ、バリア－アルミナ、バリア－ランタナ－アルミナ、バリア－ランタナ－ネオジミア－アルミナ、及びアルミナ－セリア、少なくとも１つの希土類金属酸化物でドープされたアルミナ、及び少なくとも１つの卑金属酸化物でドープされたアルミナなどの、金属酸化物の組み合わせが含まれる。
【0140】
例示的なアルミナ材料には、大細孔ベーマイト、ガンマ－アルミナ、デルタ／シータアルミナ及び活性化アルミナ、例えば高嵩密度のガンマ－アルミナ、低又は中嵩密度の大細孔ガンマ－アルミナ、及び低嵩密度の大細孔ベーマイト及びガンマ－アルミナなどが含まれる。高表面積金属酸化物支持体、例えばアルミナ又はチタニア支持体材料は、通常はＢＥＴ表面積を示し、活性アルミナは、約５０ｍ２／ｇ～約４００ｍ２／ｇ、好ましくは約６０ｍ２／ｇ～約３５０ｍ２／ｇ、より好ましくは約９０ｍ２／ｇ～約２５０ｍ２／ｇの比表面積を有する。活性アルミナは、約０．３～約１．５ｃｍ３／ｇの範囲の平均細孔容積を有する。活性アルミナは、約２～約５０ｎｍの範囲の平均細孔直径を有する。
【0141】
１つ以上の実施形態では、本明細書に開示するＤＯＣ触媒組成物において有用な金属酸化物支持体は、ドープされたアルミナ材料、例えばＳｉでドープされたアルミナ材料（１～１０ｗｔ．％のＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３を含むが、これに限定されない）、ドープされたチタニア材料、例えばＳｉでドープされたチタニア材料（１～１５ｗｔ．％のＳｉＯ２－ＴｉＯ２を含むが、これに限定されない）、又はドープされたジルコニア材料、例えばＳｉでドープされたＺｒＯ２（５～３０ｗｔ．％のＳｉＯ２－ＺｒＯ２を含むが、これに限定されない）である。
【0142】
１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、上述の耐火性金属酸化物のうちの任意を、任意の量で含んでよい。１つ以上の実施形態では、触媒組成物は、触媒組成物の合計乾燥質量に基づいて、約５０ｗｔ．％～約９９．９ｗｔ．％の（約６０ｗｔ．％～約９９．８ｗｔ．％を含み、約７０ｗｔ．％～約９９．６ｗｔ．％を含む）耐火性金属酸化物を含んでもよい。
【0143】
１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、例えば、約１０～約９９ｗｔ．％のアルミナ、好ましくは約１５～約９５ｗｔ．％のアルミナ、より好ましくは約２０～約８５ｗｔ．％のアルミナを含んでよい。
【0144】
１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、炭化水素貯蔵成分又は炭化水素吸着成分を含んでよい。いくつかの実施形態では、ＤＯＣ触媒の最下層又は最上層は、分子篩又はゼオライト、又はセリア含有分子篩、又はセリア含有金属酸化物から選択される炭化水素貯蔵又は炭化水素吸着成分をさらに含む。炭化水素貯蔵又は炭化水素吸着成分は、Ｈ＋形として加えることができる。炭化水素貯蔵又は炭化水素吸着成分は、ＰＧＭ（例えば白金、パラジウム、ロジウムなど）、銅、鉄、セリウム、ジルコニウム、バリウム、マンガン、マグネシウム、コバルト、ニッケル、希土類金属酸化物、卑金属酸化物などから選択される１つ以上の触媒活性金属をさらに含んでよい。
【0145】
１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、約１ミクロン～約１０ミクロンの粒径分布Ｄ５０を有する。１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、約４ミクロン～約３０ミクロンの粒径分布Ｄ９０を有する。
【0146】
１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、約５０～約４００ｍ２／ｇの範囲の全表面積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、約０．３～約１．５ｃｍ３／ｇの範囲の全細孔容積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、約２～約５０ｎｍの範囲の平均細孔直径（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ触媒組成物は、約０．３～約３．０ｇ／ｉｎ３のウォッシュコート担持量（乾燥ゲイン）で基材にコーティングする。
【0147】
触媒化煤フィルタ（ＣＳＦ）組成物
ディーゼル排出物処理システムで微粒子状物質の大幅な低減を達成するために、酸化触媒の使用に加えて、ディーゼル微粒子状物質フィルタを使用する。ディーゼル排気から微粒子状物質を除去する既知のフィルタ構造には、ハニカムウォールフローフィルタ、巻かれた又はパックされたファイバーフィルタ、開放気泡発泡体、焼結金属フィルタなどが含まれる。しかし、最も注目されるのは、後述するセラミックウォールフローフィルタである。このフィルタは、ディーゼル排気からの微粒子状材料の９０％以上を除去することができる。
ディーゼル排出物処理システムで微粒子状物質の大幅な低減を達成するために、酸化触媒の使用に加えて、ディーゼル微粒子状物質フィルタを使用する。ディーゼル排気から微粒子状物質を除去する既知のフィルタ構造には、ハニカムウォールフローフィルタ、巻かれた又はパックされたファイバーフィルタ、開放気泡発泡体、焼結金属フィルタなどが含まれる。しかし、最も注目されるのは、後述するセラミックウォールフローフィルタである。このフィルタは、ディーゼル排気からの微粒子状材料の９０％以上を除去することができる。
【0148】
典型的なセラミックウォールフローフィルタ基材は、コージエライト又はシリコンカーバイドなどの耐火材料で構成される。ウォールフロー基材は、ディーゼルエンジンの排気ガスからの微粒子状物質を濾過するのに特に有用である。一般的な構成は、ハニカム構造の入口側及び出口側の交互の通路の端が塞がれている複数通路のハニカム構造である。この構成では、いずれかの端が市松模様になる。入口軸方向の端で塞がれた通路は、出口軸方向の端では開放されている。これにより、微粒子状物質を同伴する排気ガスは、開放された入口通路に入り、多孔質の内壁を通って流れ、開放された出口軸方向の端を有するチャネルを通って出ることができる。微粒子状物質は、それによって基材の内壁で濾過される。ガス圧により、排気ガスは多孔質構造壁を通って、上流の軸方向端で閉じられ、下流の軸方向端で開放されているチャネルに押し込まれる。フィルタは、排気から粒子を除去するための物理的構造である。粒子が蓄積すると、フィルタからエンジンへの背圧が高くなる。そのため、許容できる背圧を維持するために、蓄積した粒子を連続的又は周期的に燃焼させてフィルタから取る必要がある。残念なことに、酸素リッチ（リーン）な排気条件で炭素煤粒子を燃焼させるには、５００℃を超える温度が必要である。この温度は、ディーゼル排気中に通常存在する温度よりも高い。
【0149】
ウォールフロー基材の内壁に沿って堆積された触媒組成物は、蓄積した微粒子状物質の燃焼を促進することで、フィルタ基材の再生を支援する。蓄積した微粒子状物質の燃焼により、排気システム内の許容可能な背圧が回復する。これらのプロセスは、受動的又は能動的再生プロセスのいずれかである。どちらのプロセスも、Ｏ２又はＮＯ２などの酸化剤を利用して微粒子状物質を燃焼させる。
【0150】
受動的再生プロセスでは、ディーゼル排気システムの通常の運転範囲内の温度で微粒子状物質を燃焼させる。好ましくは、再生プロセスで使用される酸化剤はＮＯ２である。なぜならば、Ｏ２が酸化剤として機能する場合に必要とされる温度よりもはるかに低い温度で、煤画分が燃焼するからである。Ｏ２は雰囲気中から容易に入手できる一方で、ＮＯ２は、排気流中のＮＯを酸化する上流の酸化触媒を使用して能動的に生成することができる。
【0151】
触媒組成物が存在し、酸化剤としてのＮＯ２の使用が提供されるにもかかわらず、蓄積した微粒子状物質を取り除き、フィルタ内の許容可能な背圧を回復するためには、通常、能動的再生プロセスが必要である。微粒子状物質の煤部分は、酸素リッチ（リーン）状態で燃焼するのに、一般的に５００℃を超える温度を必要とし、これは、ディーゼル排気に通常存在する温度よりも高い。能動的再生プロセスは、通常、エンジンマネージメントを変更して、フィルタ前の温度を約５５０℃～約６５０℃まで上昇させることで開始される。走行モードによっては、再生中の冷却が十分でないとき（低速／低負荷又はアイドル走行モード）に、フィルタ内部で高い発熱が生じる可能性がある。そのような発熱は、フィルタ内で８００℃以上を超えることがある。
【0152】
１つ以上の実施形態では、煤フィルタは、煤の燃焼を促進し、それによってフィルタの再生を促進する触媒でコーティングされている。１つ以上の実施形態では、煤フィルタは、ＮＯｘ転化を促進する触媒でコーティングされている。１つ以上の実施形態では、煤フィルタは、ＣＯ酸化、炭化水素貯蔵、炭化水素酸化、ＮＯｘ貯蔵、ＮＯ酸化、及び燃料点火の少なくとも１つの機能を有するように触媒でコーティングされる。
【0153】
１つ以上の実施形態では、ディーゼル酸化触媒の下流に、触媒化煤フィルタ（ＣＳＦ）が配置される。
【0154】
１つ以上の実施形態では、触媒化煤フィルタは、長手方向に延びる壁によって境界を定められた複数の長手方向に延びる通路を有する。具体的な実施形態では、入口通路は、開いた入口端と閉じた出口端を有し、出口通路は、閉じた入口端と開いた出口端を有する。１つ以上の実施形態では、煤フィルタは、壁多孔性が約４０％～約７０％のウォールフローモノリスを含む。１つ以上の実施形態では、煤フィルタは、平均細孔直径が約５ミクロン～約３０ミクロンのウォールフローモノリスを含む。
【0155】
１つ以上の実施形態では、触媒化煤フィルタは、煤フィルタの壁中又は壁上に少なくとも触媒組成物を含む。１つ以上の実施形態では、触媒組成物は、例えば、煤フィルタの壁中又は壁上に触媒ウォッシュコートとしてコーティングすることができる。
【0156】
１つ以上の実施形態では、煤フィルタは、ウォールフローモノリスの壁を透過する少なくとも触媒でコーティングされる。他の実施形態では、煤フィルタは、ウォールフローモノリスの壁上の少なくとも触媒でコーティングされる。さらに他の実施形態では、煤フィルタは、ウォールフローモノリスの壁上の及び壁を透過する両方の少なくとも触媒でコーティングされる。
【0157】
１つ以上の実施形態では、少なくとも触媒の少なくとも約５０体積％が煤フィルタの壁内に位置し、好ましくは少なくとも触媒の少なくとも約７０体積％が煤フィルタの壁内に位置し、より好ましくは少なくとも触媒の少なくとも約９０体積％が煤フィルタの壁内に位置する。
【0158】
１つ以上の実施形態では、煤フィルタは、ウォールフローモノリスの入口通路からコーティングされる。他の実施形態では、煤フィルタは、ウォールフローモノリスの出口通路からコーティングされる。さらに他の実施形態では、煤フィルタは、ウォールフローモノリスの入口通路及び出口通路の両方から、少なくとも触媒組成物でコーティングされる。
【0159】
１つ以上の実施形態では、触媒化煤フィルタは、１つ以上の触媒材料を含む。触媒材料は、壁の入口側中のみ又は壁の入口側上のみに存在してもよく、出口側中のみ又は出口側上のみに存在してもよく、入口側と出口側の両方に存在してもよく、又は壁自体が触媒材料のすべて、又は一部を構成してもよい。
【0160】
１つ以上の実施形態では、触媒化煤フィルタは、入口の壁及び／又は出口の壁の中又は上で、触媒材料の１つ以上の層及び触媒材料の１つ以上の層の組み合わせを使用することを含む。
【0161】
１つ以上の実施形態では、触媒化煤フィルタは、微粒子状物質を二酸化窒素と一緒に燃焼させるのに効果的であり、ＮＯ対フィルタを出るＮＯ２の比率を最適化するのに効果的である。
【0162】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦ組成物は、少なくともＰＧＭ、例えば白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、及び／又は金（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｉｒ、及び／又はＡｕ）を含む。煤の燃焼を促進するのに効果的な他の触媒成分としては、バナジウム、タングステン、銀、レニウム、セリア、鉄、マンガン、ニッケル、銅（Ｖ、Ｗ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｃｅ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ）及びこれらの組み合わせが含まれる。これらの触媒成分は、単独で、又は支持体材料上で使用することができる。特定の実施形態では、本明細書に開示するＣＳＦ組成物は、ＣＳＦ触媒の体積に対するＰＧＭ元素の総質量として計算して、約０．５ｇ／ｆｔ３～約２５０ｇ／ｆｔ３の総ＰＧＭ担持量を含み、又は本明細書に開示するＣＳＦ組成物は、乾燥ＣＳＦ組成物の質量に基づいて、約０．０１ｗｔ．％～約１０ｗｔ．％の総ＰＧＭ担持量を含む。
【0163】
具体的な実施形態では、本明細書に開示するＣＳＦ組成物は、パラジウム（Ｐｄ）を含まずに白金（Ｐｔ）成分を含む。他の特定の実施形態では、本明細書に開示するＣＳＦ組成物は、白金（Ｐｔ）を含まずにパラジウム（Ｐｄ）成分を含む。さらに他の具体的な実施形態では、本明細書に開示するＣＳＦ組成物は、白金成分及びパラジウム成分の両方を含む。
【0164】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦ組成物は、例えば、乾燥ＣＳＦ組成物の質量に基づいて、約０．００２ｗｔ．％～約８ｗｔ．％の白金成分を含んでよい。ＣＳＦ組成物は、例えば、ＣＳＦ触媒の体積に基づいて、約０．１～約１６７ｇ／ｆｔ３の白金成分を含んでよい。ＣＳＦ組成物は、例えば、乾燥ＣＳＦ組成物の質量に基づいて、約０．００２ｗｔ．％～約８ｗｔ．％のパラジウム成分を含んでよい。ＣＳＦ組成物は、例えば、ＣＳＦ触媒の体積に基づいて、約０．１～約１６７ｇ／ｆｔ３のパラジウム成分を含んでよい。
【0165】
１つ以上の実施形態では、Ｐｔ／Ｐｄ質量比は、約１０：１～約１：１０である。いくつかの実施形態では、Ｐｔ／Ｐｄ質量比は、約５：１～約２：１である。
【0166】
１つ以上の実施形態では、開示するＣＳＦ組成物の白金成分及びパラジウム成分の両方が、支持体材料に担持されている（ここで、白金成分及びパラジウム成分が支持されている支持体材料は、同じであっても異なっていてもよい）。
【0167】
１つ以上の具体的な実施形態では、本明細書に開示するＣＳＦ組成物において有用な金属酸化物支持体は、ドープされたアルミナ材料、例えばＳｉでドープされたアルミナ材料（１～１０％のＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３を含むが、これに限定されない）、ドープされたチタニア材料、例えばＳｉでドープされたチタニア材料（１～１５％のＳｉＯ２－ＴｉＯ２を含むが、これに限定されない）、又はドープされたジルコニア材料、例えばＳｉでドープされたＺｒＯ２（５～３０％のＳｉＯ２－ＺｒＯ２を含むが、これに限定されない）、高表面積金属酸化物支持体、例えばアルミナ又はチタニア支持体材料であり、典型的には、約５０ｍ２／ｇ～約４００ｍ２／ｇ、好ましくは約６０ｍ２／ｇ～約３５０ｍ２／ｇ、より好ましくは約９０ｍ２／ｇ～約２５０ｍ２／ｇの全表面積（ＢＥＴ）を示す。１つ以上の具体的な実施形態では、支持体材料は、約０．３～約１．５ｃｍ３／ｇの範囲の全細孔容積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の具体的な実施形態では、活性アルミナは、約２～約５０ｎｍの範囲の平均細孔直径（ＢＥＴ）を有する。
【0168】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦ触媒組成物は、炭化水素貯蔵成分又は炭化水素吸着成分を含んでよい。例えば、ＣＳＦ触媒の最下層又は最上層は、分子篩又はゼオライト、又はセリア含有分子篩、又はセリア含有金属酸化物から選択される炭化水素貯蔵又は炭化水素吸着成分をさらに含む。炭化水素貯蔵成分又は炭化水素吸着成分は、Ｈ＋形として添加することができる。炭化水素貯蔵成分又は炭化水素吸着成分は、ＰＧＭ（例えば白金、パラジウム、ロジウムなど）、銅、鉄、セリウム、ジルコニウム、バリウム、マンガン、マグネシウム、コバルト、ニッケル、希土類金属酸化物、卑金属酸化物などから選択される１種以上の触媒活性金属をさらに含んでよい。
【0169】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ反応を促進する触媒を含有する触媒化煤フィルタは、排気流の微粒子状成分の除去と、排気流のＮＯｘ成分のＮ２への転化という２つの機能において効果がある。具体的な実施形態では、ＮＯｘ還元を達成することができる触媒化煤フィルタは、ＳＣＲ触媒組成物を堆積させたものである。
【0170】
触媒化煤フィルタで考慮すべき追加の側面は、適切なＳＣＲ触媒組成物の選択である。まず、触媒組成物は、フィルタの再生に特徴的な高温に長時間さらされてもそのＳＣＲ触媒活性が維持されるように、熱的に耐久性がなければならない。第２に、ＳＣＲ触媒組成物は、車両が運転される際の温度範囲の変化に対応できるように、十分に広い運転温度範囲を有することが好ましい。例えば、低負荷又は始動の状態条件では、通常では３００℃未満の温度が必要となる。触媒化煤フィルタは、高い比活性と高い水熱安定性を併せ持つべきである。
【0171】
１つ以上の実施形態では、ＳＣＲ反応を促進する触媒を含む触媒化煤フィルタは、排気流の微粒子状成分の除去と、排気流のＮＯｘ成分のＮ２への転化という２つの機能において効果がある。具体的な実施形態では、ＮＯｘ還元を達成することができる触媒化煤フィルタは、ＳＣＲ触媒組成物を堆積させたものである。
【0172】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦを通過するＮＯｘの転化は、エンジンの運転条件下で、システムのＮＯｘ転化の約１０％～約１００％の範囲であり、好ましくは約３０％～約９５％の範囲であり、より好ましくは約５０％～約９０％の範囲である。
【0173】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦは、少なくともゼオライト成分と、銅及び鉄のうちの一方又は両方から選択される卑金属成分とを含む。
【0174】
いくつかの好ましい実施形態では、ＳＣＲ触媒組成物は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ、及び場合によりＨからなるゼオライト材料の骨格構造の９５～１００質量％、好ましくは９８～１００質量％、より好ましくは９９～１００質量％を含み、骨格構造において、モルＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３として計算されるＳｉ対Ａｌのモル比が、好ましくは２：１～５０：１の範囲、より好ましくは２：１～４５：１の範囲、より好ましくは１０：１～１９：１の範囲、より好ましくは１４：１～１８：１の範囲である。
【0175】
具体的な実施形態では、ＣＳＦは、Ｃｕと、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＡＦＸ及びＬＴＡから好ましくは選択されるがこれらに限定されない骨格型を有するゼオライトとを含む。１つの具体的な実施形態では、ＣＳＦは、ＣｕとＣＨＡ構造を有するゼオライトとを含む。他の１つの具体的な実施形態では、ＣＳＦは、ＣｕとＡＥＩ構造を有するゼオライトとを含む。
【0176】
他の特定の実施形態では、ＣＳＦは、Ｆｅと、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＡＦＸ及びＬＴＡから好ましくは選択されるがこれらに限定されない骨格型を有するゼオライトとを含む。具体的な１つの実施形態では、ＣＳＦは、ＦｅとＢＥＡ構造を有するゼオライトとを含む。他の１つの具体的な実施形態では、ＣＳＦは、ＦｅとＣＨＡ構造を有するゼオライトとを含む。
【0177】
ＣＳＦの１つ以上の具体的な実施形態によって使用してよいゼオライト組成物には、ＣＨＡ又はＡＥＩ構造を有するゼオライトが含まれる。例示的なＣＨＡ又はＡＥＩゼオライトは、約８を超えるアルミナに対するシリカのモル比（ＳＡＲ）を有する。好ましい実施形態では、ＣＨＡのアルミナに対するシリカのモル比（ＳＡＲ）は、約１０～約３５である。別の好ましい実施形態では、ＡＥＩのアルミナに対するシリカのモル比（ＳＡＲ）は約１４～１９である。
【0178】
１つ以上の具体的な実施形態では、銅及び鉄から選択された卑金属成分は、金属の酸化物として計算して、そして酸化物とゼオライトベースの触媒組成物との総質量に基づいて、約０．２ｗｔ％を超える含有量を有する。好ましい具体的な実施形態では、卑金属成分は、約０．２ｗｔ％～約８ｗｔ％、好ましくは約２ｗｔ％～約６ｗｔ％の含有量を有する。
【0179】
ＣＳＦのための他の有用な組成物には、非ゼオライト分子篩が含まれる。例えば、ＳＡＰＯ－３４、ＳＡＰＯ－４４及びＳＡＰＯ－１８などのシリコアルミノホスフェートが、１つ以上の実施形態によって使用してよい。
【0180】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦは、酸化バナジウム及び酸化モリブデンから選択される少なくとも１つの無機金属酸化物材料を含む。他の実施形態では、ＣＳＦは、酸化バナジウム及び酸化チタンの混合酸化物を含む。或る特定の他の実施形態では、ＣＳＦは、酸化バナジウム、酸化ケイ素及び酸化チタンの混合酸化物を含む。或る特定の他の実施形態では、ＣＳＦは、酸化バナジウム、酸化タングステン及び酸化チタンの混合酸化物を含む。或る特定の他の実施形態では、ＣＳＦは、酸化バナジウム、酸化アンチモン、及び酸化チタンの混合酸化物を含む。
【0181】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦ触媒組成物は、約１ミクロン～約１０ミクロンの粒径分布Ｄ５０を有する。１つ以上の実施形態では、ＣＳＦ触媒組成物は、約２ミクロン～約３０ミクロンの粒径分布Ｄ９０を有する。
【0182】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦ触媒組成物は、約５０～約７００ｍ２／ｇの範囲の全表面積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、ＣＳＦ触媒組成物は、約０．３～約１．５ｃｍ３／ｇの範囲の全細孔容積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、ＣＳＦ触媒組成物は、約２～約５０ｎｍの範囲の平均細孔直径（ＢＥＴ）を有する。
【0183】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦは、平均細孔直径を有する多孔質フィルタ壁、及び平均粒径を有する触媒コーティングを含み、触媒平均粒径分布Ｄ５０に対するフィルタ平均細孔直径の比は、０．５～５０の範囲であり、及び／又は触媒平均粒径分布Ｄ９０に対するフィルタ平均細孔直径の比は、０．２５～３０の範囲である。
【0184】
１つ以上の実施形態では、ＣＳＦは、約０．０５～約３．０ｇ／ｉｎ３、好ましくは約０．１～約２．５ｇ／ｉｎ３のウォッシュコート担持量（乾燥ゲイン）の少なくとも触媒でコーティングされる。
【0185】
アンモニア酸化触媒（ＡＭＯＸ）組成物
アンモニアＳＣＲ触媒からのアンモニアスリップは多数の問題を起こす。ＮＨ３の臭気閾値は、空気中で２０ｐｐｍである。目や喉への刺激は１００ｐｐｍを超えると顕著になり、皮膚刺激は４００ｐｐｍ以上を超えると発生し、ＩＤＬＨは空気中で５００ｐｐｍである。ＮＨ３は、特にその水性形態において苛性を示す。排気触媒の下流にある排気ラインの低温領域でＮＨ３と水が凝縮すると、腐食性の混合物が生じる。従って、アンモニアがテールパイプから抜け出る前にこれを除去することが望ましい。
アンモニアＳＣＲ触媒からのアンモニアスリップは多数の問題を起こす。ＮＨ３の臭気閾値は、空気中で２０ｐｐｍである。目や喉への刺激は１００ｐｐｍを超えると顕著になり、皮膚刺激は４００ｐｐｍ以上を超えると発生し、ＩＤＬＨは空気中で５００ｐｐｍである。ＮＨ３は、特にその水性形態において苛性を示す。排気触媒の下流にある排気ラインの低温領域でＮＨ３と水が凝縮すると、腐食性の混合物が生じる。従って、アンモニアがテールパイプから抜け出る前にこれを除去することが望ましい。
【0186】
この目的において、過剰のアンモニアをＮ２に転化するために選択的アンモニア酸化触媒（ＡＭＯｘ）が採用される。自動車の走行サイクルでアンモニアスリップが発生する広い温度範囲でアンモニアを転化することができ、窒素酸化物の副生成物の生成を最小限に抑える選択的アンモニア酸化触媒を提供することが望まれる。ＡＭＯｘ触媒は、強力な温室効果ガスであるＮ２Ｏの生成も最小限に抑える必要がある。アンモニア酸化触媒又はＡＭＯｘとは、ＮＨ３の酸化を促進する触媒を指す。好ましくは、アンモニア酸化触媒（ＡＭＯｘ）は、アンモニアを主要生成物としてＮ２に転化し、窒素酸化物の副生成物の生成を最小限に抑えるために使用される。
【0187】
アンモニア酸化触媒及び第２の触媒組成物を含む１つ以上の実施形態は、「多成分」ＡＭＯｘ触媒と呼ぶことができる。
【0188】
１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、場合により、ＳＣＲ、ＣＯ酸化、炭化水素貯蔵、炭化水素酸化、ＮＯｘ貯蔵、ＮＯ酸化などの他の機能と、１つの触媒として、又は１つの「かたまり（ブリック（brick））」で統合することができる。
【0189】
１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、様々なレイアウト（区分け、層化、均質化など）を介して、１つの触媒として、又は１つの「ブリック」で、他の機能と場合により統合することができる。
【0190】
本明細書で使用する「ブリック」という用語は、フロースルーモノリスなどのモノリス、又はウォールフローフィルタなどのフィルタなど、単一の物品を指す。
【0191】
１つ以上の実施形態では、ＡＭＯｘ触媒は、場合により、区分けされたＳＣＲ組成物又は層化されたＳＣＲ組成物と一体化される。特定の実施形態では、ＡＭＯｘ触媒を含むアンダーコート層又はトップ層が、基材の下流区分けに存在してもよい。具体的な実施形態では、ＡＭＯｘ触媒からなるアンダーコート層又はトップ層は、触媒の基材長の約１０％～約８０％の範囲で、出口端から入口端に向かって延びてよい。
【0192】
１つ以上の実施形態では、ＡＭＯｘ層は、下流のＡＭＯｘ触媒を提供するために、ＳＣＲ触媒の下流の第２の基材上に存在してもよい。
【0193】
１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒（ＡＭＯｘ）は、排気ガス流からアンモニアを除去するのに効果的な、１つ以上の白金族金属（ＰＧＭ）などの少なくとも担持された貴金属成分を含んでよい。具体的な実施形態では、貴金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、銀又は金を含んでもよい。具体的な実施形態では、貴金属成分は、貴金属の物理的な混合物、又は化学的又は原子的にドープされた組み合わせを含む。
【0194】
具体的な実施形態では、本明細書に開示するＡＭＯｘ組成物は、ＡＭＯｘ触媒の体積に対するＰＧＭ元素の総質量として計算して、約０．５ｇ／ｆｔ３～約１０ｇ／ｆｔ３の総ＰＧＭ担持量を含み、又は本明細書に開示するＡＭＯｘ組成物は、乾燥ＡＭＯｘ組成物の質量に基づいて、約０．０１ｗｔ．％～約２ｗｔ．％の総ＰＧＭ担持量を含む。
【0195】
具体的な実施形態では、貴金属成分は、白金（Ｐｔ）を含む。アンモニア酸化触媒は、約０．５ｇ／ｆｔ３～約１０ｇ／ｆｔ３の範囲の量の白金（Ｐｔ）成分を含み、又はアンモニア酸化触媒は、約０．０１ｗｔ．％～約２ｗｔ．％の範囲の量の白金（Ｐｔ）成分を含む。
【0196】
具体的な実施形態では、貴金属成分は、パラジウム（Ｐｄ）を含む。アンモニア酸化触媒は、約０．５ｇ／ｆｔ３～約１０ｇ／ｆｔ３の範囲の量のパラジウム（Ｐｄ）成分を含み、又はアンモニア酸化触媒は、約０．０１ｗｔ．％～約２ｗｔ．％の範囲の量のパラジウム（Ｐｄ）成分を含む。
【0197】
具体的な実施形態では、貴金属成分は、ロジウム（Ｒｈ）を含む。アンモニア酸化触媒は、約０．５ｇ／ｆｔ３～約１０ｇ／ｆｔ３の範囲の量のロジウム（Ｒｈ）成分を含み、又はアンモニア酸化触媒は、約０．０１ｗｔ．％～約２ｗｔ．％の範囲の量のロジウム（Ｒｈ）成分を含む。
【0198】
貴金属成分は、通常は、高表面積の耐火性金属酸化物担体上に堆積される。好適な高表面積の耐火性金属酸化物の例としては、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、及びジルコニア、マグネシア、酸化バリウム、酸化マンガン、酸化タングステン、及び希土類金属酸化物、卑金属酸化物、及びこれらの物理的混合物、化学的組み合わせ及び／又は原子的にドープされた組み合わせが挙げられる。
【0199】
１つ以上の実施形態では、本明細書に開示するＡＭＯｘ組成物において有用な金属酸化物支持体は、アルミナ又はドープされたアルミナ材料、例えば、Ｓｉでドープされたアルミナ材料（１～１０％のＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３を含むが、これに限定されない）、チタニア又はドープされたチタニア材料、例えば、Ｓｉでドープされたチタニア材料（１～１５％のＳｉＯ２－ＴｉＯ２を含むが、これに限定されない）、又はジルコニア又はドープされたジルコニア材料、例えば、ＳｉでドープされたＺｒＯ２（５～３０％のＳｉＯ２－ＺｒＯ２を含むが、これに限定されない）、高表面積金属酸化物支持体材料、例えばアルミナ又はチタニア支持体材料であり、通常では約５０ｍ２／ｇ～約４００ｍ２／ｇ、好ましくは約６０ｍ２／ｇ～約３５０ｍ２／ｇ、例えば約９０ｍ２／ｇ～約２５０ｍ２／ｇの全表面積（ＢＥＴ）を示す。支持体材料は、約０．３～約１．５ｃｍ３／ｇの範囲の全細孔容積（ＢＥＴ）を有する。活性アルミナは、約２～約５０ｎｍの範囲の平均細孔直径（ＢＥＴ）を有する。
【0200】
１つ以上の実施形態では、ＡＭＯｘ触媒は、少なくともゼオライト又は非ゼオライトの分子篩を含んでもよい。具体的な実施形態では、ゼオライト又は非ゼオライト分子篩は、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＦＡＵ、ＭＯＲ、ＡＦＸ及びＬＴＡから好ましくは選択されるが、これらに限定されない骨格型を有する。具体的な実施形態では、ゼオライト又は非ゼオライト分子篩は、少なくとも金属酸化物に支持されたＰＧＭ成分と物理的に混合してもよい。具体的な一実施形態では、ＰＧＭは、ゼオライト又は非ゼオライト分子篩の外面上又はチャネル、キャビティ、ケージ内に分布していてもよい。
【0201】
１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、少なくともゼオライト成分と、銅成分及び鉄成分のうちの一方又は両方から選択される卑金属成分とを含む。
【0202】
１つ以上の実施形態では、ＡＭＯｘ触媒は、高表面積金属酸化物に支持されたＰｔの最下層を有する触媒コーティングを含み、及び、Ｃｕ－ＣＨＡ又はＣｕ－ＡＭＥＩの層を有する第２の触媒コーティングをさらに含む。
【0203】
１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、酸化バナジウム及び酸化モリブデンから選択される少なくとも１つの無機金属酸化物材料を含む。
【0204】
１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、約１ミクロン～約１０ミクロンの粒径分布Ｄ５０を有し、及び／又はアンモニア酸化触媒は、約２ミクロン～約３０ミクロンの粒径分布Ｄ９０を有する。
【0205】
１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、約５０～約７００ｍ２／ｇの範囲の表面積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、約０．３～約１．５ｃｍ３／ｇの範囲の平均細孔容積（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、約２～約５０ｎｍの範囲の平均細孔直径（ＢＥＴ）を有する。１つ以上の実施形態では、アンモニア酸化触媒は、約０．３～約３．０ｇ／ｉｎ３の乾燥ゲインを有する基材にコーティングされる。
【0206】
コーティング組成物
触媒物品を製造するために、本明細書に開示する基材を、触媒組成物でコーティングする。コーティングは、「触媒コーティング組成物」又は「触媒コーティング」である。
触媒物品を製造するために、本明細書に開示する基材を、触媒組成物でコーティングする。コーティングは、「触媒コーティング組成物」又は「触媒コーティング」である。
【0207】
用語「触媒組成物」及び「触媒コーティング組成物」は同義である。本明細書に記載の触媒及び／又は吸着剤組成物は、機能的活性種をさらに含む耐火性無機固体酸化物多孔質粉末などの１つ以上の支持体又は「担体」を含んでよい。
【0208】
触媒及び／又は吸着剤組成物は、バインダー、例えばジルコニルアセテートなどの好適な前駆体又はジルコニルニトラートなどの任意の他の好適なジルコニウム前駆体から誘導されるＺｒＯ２バインダーを使用して、調製してよい。ジルコニルアセテートバインダーは、熱老化後、例えば触媒が少なくとも約６００℃、好ましくは約８００℃以上の高温、及び約５％以上の水蒸気環境に曝された場合、均質で無傷のままのコーティングを提供する。他の潜在的に好適なバインダーには、アルミナ及びシリカが含まれるが、これらに限定されない。アルミナバインダーには、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、及びアルミニウムオキシヒドロキシドが含まれる。アルミニウム塩、及びアルミナのコロイド状形態を、使用してもよい。シリカバインダーには、シリケート及びコロイド状シリカを含む様々な形態のＳｉＯ２が含まれる。バインダー組成物は、ジルコニア、アルミナ、及びシリカの任意の組合せを含んでよい。他の例示的なバインダーには、ベーマイト又はガンマ－アルミナが含まれる。具体的な実施形態では、バインダーは通常では、ウォッシュコートの全担持量の約１～１０ｗｔ．％の量で使用される。
【0209】
１つ以上の実施形態では、バインダーは、ジルコニアベース又はシリカベース、例えば、ジルコニウムアセテート、ジルコニアゾル又はシリカゾルとすることができる。具体的な実施形態では、アルミナバインダーは通常では、約０．０５ｇ／ｉｎ３～約０．５ｇ／ｉｎ３の量で使用される。
【0210】
基材
１つ以上の実施形態では、本発明の触媒組成物は、基材上に配置されて触媒物品を形成する。基材を含む触媒物品は、排気ガス処理システムの一部である（例えば、本明細書に開示するＡＥＩ ＳＣＲ組成物を含む物品を含むが、これに限定されない触媒物品）。有用な基材は３次元であり、円筒に類似して、長さと直径と体積とを有する。形状は、必ずしも円筒と適合している必要はない。長さは、入口端と出口端によって画定される軸方向の長さである。
１つ以上の実施形態では、本発明の触媒組成物は、基材上に配置されて触媒物品を形成する。基材を含む触媒物品は、排気ガス処理システムの一部である（例えば、本明細書に開示するＡＥＩ ＳＣＲ組成物を含む物品を含むが、これに限定されない触媒物品）。有用な基材は３次元であり、円筒に類似して、長さと直径と体積とを有する。形状は、必ずしも円筒と適合している必要はない。長さは、入口端と出口端によって画定される軸方向の長さである。
【0211】
１つ以上の実施形態によると、開示する組成物（単数又は複数）のための基材は、自動車用触媒の調製に通常使用される任意の材料で構成されてよく、通常では、金属又はセラミックのハニカム構造を含む。基材は、通常では、ウォッシュコート組成物が適用されて付着される複数の壁面を提供し、それによって触媒組成物の基材として機能する。
【0212】
フロースルー基材
本明細書に開示する触媒物品のための任意の好適な基材を採用してよく、例えば、基材の入口又は出口面から基材を貫通して延びる微細で平行なガス流通路を有し、通路がその中を流れる流体に開放されているタイプのモノリシック基材（「フロースルー基材」）が挙げられる。
本明細書に開示する触媒物品のための任意の好適な基材を採用してよく、例えば、基材の入口又は出口面から基材を貫通して延びる微細で平行なガス流通路を有し、通路がその中を流れる流体に開放されているタイプのモノリシック基材（「フロースルー基材」）が挙げられる。
【0213】
１つ以上の実施形態では、基材は、フロースルー基材（例えば、フロースルーハニカムモノリシック基材を含むモノリシック基材）である。フロースルー基材は、基材の入口端から出口端まで延びる微細で平行なガス流通路を有し、通路は流れる流体に対して開放されている。通路は、その流体入口からその流体出口まで基本的に直線路であり、通路を流れるガスが触媒材料に接触するように触媒コーティングが配置された壁によって画定されている。フロースルー基材の流路は薄壁のチャンネルであり、これは、台形、長方形、正方形、正弦形、六角形、楕円形、円形など、任意の好適な断面形状及びサイズである。フロースルー基材は、後述するように、セラミックまたは金属である。
【0214】
フロースルー基材は、例えば、体積が約５０ｉｎ３～約１２００ｉｎ３、セル密度（入口開口部）が約６０セル／平方インチ（ｃｐｓｉ）～約１２００ｃｐｓｉ、又は約２００～約９００ｃｐｓｉ、又は例えば約３００～約６００ｃｐｓｉ、及び壁厚が約５０～約４００ミクロン、又は約１００～約２００ミクロンである。
【0215】
セラミック基材は、任意の好適な耐火材料、例えばコージエライト、コージエライト－α－アルミナ、アルミニウムチタネート、シリコンチタネート、シリコンカーバイド、シリコンニトリド、ジルコンムライト、スポジュメン、アルミナ－シリカ－マグネシア、ジルコンシリケート、シリマナイト、マグネシウムシリケート、ジルコン、ペタライト、α－アルミナ、アルミノシリケートなどで作製されてよい。
【0216】
基材は、１つ以上の金属又は金属合金を含む、金属性であってもよい。金属性基材には、任意の金属性基材、例えば開口部又は「型抜き部分」をチャネル壁に有するものなどを含んでよい。金属性基材は、ペレット、波形板、又はモノリシック発泡体などの様々な形状で用いてよい。金属性基材の具体的な例には、耐熱性の卑金属合金、特に鉄が実質的な又は主要な成分であるものが含まれる。そのような合金は、ニッケル、クロム、及びアルミニウムのうちの１つ以上を含有していてよく、これらの金属の合計は、各場合とも基材の質量に基づいて、有利には少なくとも約１５ｗｔ．％（質量パーセント）の合金、例えば約１０～約２５ｗｔ．％のクロム、約１～約８ｗｔ．％のアルミニウム、及び０～約２０ｗｔ．％のニッケルを含んでよい。金属性基材の例には、直線的なチャネルを有するもの、突出したブレードを軸方向のチャネルに沿って有し、ガス流を妨害してチャネル間のガス流の連通を開始させるもの、及びブレード及び孔を有し、チャネル間のガス輸送を増進してモノリス全体で放射状のガス輸送を可能にするものなどが含まれる。
【0217】
ウォールフロー基材
別の好適な基材は、通常では、各通路が基材本体の一端で遮断され、交互の通路が反対側の端面で遮断されている、基材の長手方向の軸に沿って延びる複数の微細な実質的に平行なガス流通路を有するタイプのものである（「ウォールフローフィルタ」）。フロースルー基材及びウォールフロー基材は、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる国際出願公開第ＷＯ２０１６／０７００９０号にも教示されている。
別の好適な基材は、通常では、各通路が基材本体の一端で遮断され、交互の通路が反対側の端面で遮断されている、基材の長手方向の軸に沿って延びる複数の微細な実質的に平行なガス流通路を有するタイプのものである（「ウォールフローフィルタ」）。フロースルー基材及びウォールフロー基材は、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる国際出願公開第ＷＯ２０１６／０７００９０号にも教示されている。
【0218】
１つ以上の実施形態では、触媒基材は、ウォールフローフィルタ又はフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む。好ましい具体的な実施形態では、基材はウォールフローフィルタである。
【0219】
１つ以上の実施形態では、触媒物品は、触媒コーティング（例えば、本明細書に開示のもの）をウォッシュコートとして基材に適用することによって提供することができる。
【0220】
コーティング
１つ以上の実施形態では、基材を触媒組成物でコーティングして、触媒物品を形成する。触媒コーティングは、基材の少なくとも一部分に配置され且つ付着している１つ以上の薄い付着性コーティング層を含んでよい。
１つ以上の実施形態では、基材を触媒組成物でコーティングして、触媒物品を形成する。触媒コーティングは、基材の少なくとも一部分に配置され且つ付着している１つ以上の薄い付着性コーティング層を含んでよい。
【0221】
１つ以上の実施形態では、本触媒物品は、１つ以上の触媒層及び１つ以上の触媒層の組み合わせの使用を含んでよい。触媒コーティングは、基材壁表面上及び／又は基材壁の細孔内にあってよく、つまり基材壁の「中に」及び／又は「上に」あってよい。よって、「基材上に配置された触媒コーティング」という表現は、任意の表面上、例えば壁表面上及び／又は細孔表面上を意味する。具体的な実施形態では、触媒コーティング層（単数又は複数）は、個々の機能成分、すなわち、本明細書に記載のＡＥＩ ＳＣＲ触媒組成物を含んでよい。
【0222】
１つ以上の実施形態では、触媒組成物は、通常では、その上に触媒活性種を有する支持体材料を含有するウォッシュコートの形態で適用してよい。他の具体的な実施形態では、触媒組成物は、通常では、触媒活性種を含有するウォッシュコートの形態で適用してよい。
【0223】
１つ以上の実施形態では、ウォッシュコートは、液体溶媒中に担体の所定の固形分（例えば、約１０～約６０質量％）を含有するスラリーを調製することによって形成され、これを基材に適用し、乾燥及びか焼してコーティング層を提供する。複数のコーティング層が適用される場合は、各層が適用された後、及び／又は所望の数の複数の層が適用された後に、基材を乾燥及びか焼する。１つ以上の具体的な実施形態では、触媒材料（単数又は複数）をウォッシュコートとして基材に適用する。また、上述のようにバインダーを採用してもよい。
【0224】
１つ以上の実施形態では、上記の触媒組成物（単数又は複数）は、一般的に、独立して水と混合し、ハニカム型基材などの触媒基材をコーティングする目的でスラリーを形成する。触媒粒子に加えて、スラリーは、場合により、バインダー（例えば、アルミナ、シリカ）、水溶性又は水分散性の安定剤、促進剤、会合性増粘剤、及び／又は界面活性剤（アニオン性、カチオン性、非イオン性又は両性の界面活性剤を含む）を含有してよい。
【0225】
１つ以上の実施形態では、スラリーの典型的なｐＨ範囲は、５又は約３～約６である。スラリーへの酸性種又は塩基性種の添加は、ｐＨを適宜調整するために実施することができる。好ましい具体的な実施形態では、スラリーのｐＨは、酢酸の添加によって調整する。
【0226】
１つ以上の実施形態では、スラリーを粉砕して、粒子の混合及び均質な材料の形成を増進させることができる。粉砕は、ボールミル、連続ミル、又は他の類似の装置で行うことができ、スラリーの固形分は、例えば、約１０～６０ｗｔ．％、より詳細には約２０～５０ｗｔ．％でよい。好ましい具体的な実施形態では、粉砕後のスラリーは、約５～約５０ミクロン、好ましくは約２～約３０ミクロン、より好ましくは約２～約２０ミクロンのＤ９０粒径で特徴付けられる。
【0227】
１つ以上の実施形態では、次に、当技術分野で知られている任意のウォッシュコート技術を使用してスラリーを触媒基材上にコーティングする。好ましい具体的な実施形態では、触媒基材をスラリーに１回以上浸漬するか、そうでなければスラリーでコーティングする。その後、コーティングされた基材を、高温（例えば、１００～１５０℃）で一定時間（例えば、１０秒～約３時間）乾燥し、次いで例えば、４００～６００℃で、典型的には約５分～約３時間加熱することによりか焼する。乾燥及びか焼後に、最終ウォッシュコートコーティング層は本質的に溶媒を含まないとみなすことができる。
【0228】
１つ以上の実施形態では、か焼後、上記のウォッシュコート技術によって得られた触媒担持量は、基材のコーティングされた質量とコーティングされていない質量の差を計算することによって決定することができる。当業者には明らかであるように、触媒担持量はスラリーレオロジーを変えることによって改変することができる。加えて、ウォッシュコートを生成するコーティング／乾燥／か焼プロセスは、所望の担持レベル又は厚さにコーティングを構築するために必要に応じて繰り返すことができ、このことは、複数のウォッシュコートが適用可能であることを意味する。
【0229】
１つ以上の実施形態では、ウォッシュコート（単数又は複数）は、様々なコーティング層が基材と直接接触するように適用することができる。あるいは、触媒層又はコーティング層の少なくとも一部分が基材と直接接触しない（むしろ、アンダーコートと接触している）ように、１つ以上の「アンダーコート」が予め存在してもよい。１つ以上の「オーバーコート」が存在して、コーティング層の少なくとも一部分がガス状流又は雰囲気に直接曝されない（むしろ、オーバーコートと接触している）ようにしてもよい。様々なコーティング層は、「中間」の重なり合う区分けなしで、互いに直接接触していてもよい。あるいは、様々なコーティング層は、２つの区分け間に「ギャップ」を伴って、直接接触していなくてもよい。「アンダーコート」又は「オーバーコート」の場合、様々な層の間のギャップは「層間層」と定義される。アンダーコートはコーティング層の「下（under）」にある層であり、オーバーコートはコーティング層の「上にある（over）」層であり、層間層は２つのコーティング層の「間にある」層である。層間層（単数又は複数）、アンダーコート（単数又は複数）及びオーバーコート（単数又は複数）は、１つ以上の機能性組成物を含有してもよいし、機能性組成物を含有しなくてもよい。
【0230】
１つ以上の実施形態では、触媒コーティングは、複数の薄い付着層、互いに付着している層、及び基材に付着しているコーティングを含んでよい。コーティング全体は、個々の「コーティング層」を含む。触媒コーティングは、有利には「区分けされ」、区分けされた触媒層を含んでよい。これは、「横方向に区分けされた」とも記述されることがある。例えば、層は、入口端から出口端に向かって、基材長の約１０％～約１００％、例えば約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、又は約９０％又は約１００％にわたり延びてよい。別の層は、出口端から入口端に向かって、基材長の約１０％～約１００％、例えば約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、又は約９０％、又は約１００％にわたり延びてよい。
【0231】
具体的な実施形態では、様々なコーティング層が互いに隣接していて、互いに重なっていなくてよい。
【0232】
他の具体的な実施形態では、様々な層が互いの一部を重ねて、第３の「中間」区分けを提供してもよい。中間区分けは、基材長の約１０％～約１００％、例えば基材長の約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、又は約７０％、又は８０％、又は９０％まで延びてよい。
【0233】
なお別の具体的な実施形態では、様々な層はそれぞれ、基材の全長にわたり延びてよく、又はそれぞれ基材長の一部分にわたり延びてもよく、互いの上に又は下に、部分的に又は全体的に重なってもよい。様々な層のそれぞれは、入口端又は出口端のいずれかから延びてよい。様々な触媒組成物は、個別のコーティング層のそれぞれに在ってもよい。
【0234】
本開示の区分けは、コーティング層の関係によって規定される。様々なコーティング層に関して、区分け化構成のいくつかの可能性がある。例えば、上流区分け及び下流区分けがあってよく、上流区分け、中間区分け、及び下流区分けがあってよく、４つの異なる区分けがあるなどしてよい。２層が隣接し且つ重なり合っていない場合、上流及び下流区分けがある。２層がある程度まで重なり合う場合、上流、下流、及び中間区分けがある。例えばコーティング層が基材の全長を延び、且つ様々なコーティング層が出口端からある長さを延び且つ第１のコーティング層の一部分に重なる場合、上流及び下流区分けがある。本発明の触媒コーティングは、１つを超える同一の層を含んでよい。
【0235】
排気ガス処理システム
本開示はさらに、内燃機関からの排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減するための排気ガス処理システムを提供し、この排気ガス処理システムは、本明細書に開示する触媒物品を含む。
本開示はさらに、内燃機関からの排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減するための排気ガス処理システムを提供し、この排気ガス処理システムは、本明細書に開示する触媒物品を含む。
【0236】
本発明の別の側面では、内燃機関からの排気ガス流中のＮＯｘレベルを低減するための方法が提供され、この方法は、排気ガス流を本明細書に開示する触媒物品、又は本明細書に開示する排出物処理システムと接触させることを含む。従って本発明は、本明細書に記載の触媒物品を組み込んだ排気ガス処理システム、例えば、排気ガス流を生成するエンジンと、排気ガス流と流体連通するようにエンジンの下流に配置された１つ以上の触媒物品とを一般的に含む排気ガス処理システムを提供する。
【0237】
１つ以上の実施形態では、エンジンは、例えば、化学量論的燃焼に必要な量を超える空気を用いた燃焼状態、すなわち希薄状態で運転されるディーゼルエンジンであってよい。他の実施形態では、エンジンは、定置型供給源（例えば、発電機又はポンプステーション）に関連するエンジンであってよい。
【0238】
１つ以上の実施形態では、排気ガス処理システムは、１つ以上の追加の触媒成分をさらに含む。排出物処理システム内に存在する種々の触媒成分の相対的な配置は、様々であることが可能である。
【0239】
本発明の排気ガス処理システム及び方法では、排気ガス流が、上流端に進入して下流端から出て行くことによって、物品（単数又は複数）又は処理システムに受け入れられる。基材又は物品の入口端は、「上流」端又は「前」端と同義である。出口端は、「下流」端又は「後」端と同義である。処理システムは、一般に、内燃機関の下流にあり、内燃機関と流体連通している。
【0240】
１つ以上の実施形態では、本明細書に開示する排気ガス処理システムは、本明細書に開示するように、フロースルー又はウォールフローフィルタ基材を含むことができる、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を含む。特に、システムは、より低い温度での還元剤、例えばアンモニアの存在下でＮＯｘを転化するのに好適なＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を含む。本発明の触媒組成物のＮＯｘ転化成分は、様々なエンジンの運転条件下で、特に低温のエンジン排気運転において望ましいＮＯｘ転化特性を提供する。
【0241】
１つ以上の実施形態では、本開示の排気ガス処理システムは、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品に加えて、例えば、ＤＯＣ、還元剤インジェクタ、第２のＳＣＲ触媒成分、煤フィルタ（これは、触媒化されていても、触媒化されていなくてもよい）、及び／又はアンモニア酸化触媒（ＡＭＯｘ）を含有することができる。排出物処理システムで使用するのに好適なＤＯＣは、ＣＯ及びＨＣの二酸化炭素（ＣＯ２）への酸化を効果的に触媒することができる。好ましくは、ＤＯＣは、排気ガス中に存在するＣＯ又はＨＣ成分の少なくとも５０％～約９９％を転化することができる。ＤＯＣは、例えば、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品の上流に位置していてもよい。いくつかの実施形態では、ＤＯＣは、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品の成分及び／又は煤フィルタの上流に位置する。他の実施形態では、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分は、ＤＯＣ及び／又は煤フィルタの上流に位置していてもよい。このように、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品は、排気処理システムがＮＨ３種をテールパイプに放出しないことを重要視して、アンモニア酸化触媒の上流に位置する。
【0242】
１つ以上の実施形態では、本開示の排気ガス処理システムは、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品の下流に配置された第２のＳＣＲ触媒成分をさらに含んでもよい。ＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品の下流の排出物処理システムで使用するのに好適なＳＣＲ触媒成分は、６５０℃もの高温でＮＯｘ排気成分の還元を効果的に触媒することができる。好ましくは、第２のＳＣＲ触媒成分は、システムに添加される還元剤の量に応じて、２５０℃を超える温度で、ＮＯｘ（例えば、ＮＯ）成分の少なくとも５０％～約９９％をＮ２に転化することができる。還元剤は、第２のＳＣＲ成分の上流に配置された第２の還元剤インジェクタによって添加することができる。排出物処理システムに使用される有用なＳＣＲ触媒成分は、６５０℃を超える温度に対する耐熱性も有するべきである。このような高温は、触媒化煤フィルタの再生時に起こることがある。
【0243】
【0244】
図１を参照すると、排気ガス処理システムが提供され、１つ以上の実施形態では、ガス状汚染物質（例えば、未燃焼の炭化水素、一酸化炭素及び微粒子状物質）及びＮＯを含有する排気ガス流が、エンジン３２１からＤＯＣ３２２に搬送される。ＤＯＣ３２２では、未燃焼のガス状且つ不揮発性の炭化水素と一酸化炭素が大部分燃焼して、二酸化炭素と水を形成する。ＮＯは部分的に酸化されてＮＯ２となる。排気流は次にＣＳＦ３２７に搬送され、このＣＳＦ３２７は排気ガス流中に存在する微粒子状物質を捕捉する。ＣＳＦ３２７を介して微粒子状物質を除去した後、排気ガス流は、ＮＯｘの処理及び／又は転化を行うＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分３２９に搬送される。還元剤（尿素又はアンモニア）は、還元剤インジェクタ３３０によって、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分３２９の入口に供給される。排気ガスは、排気ガス中の所定の温度において、触媒組成物が排気ガス中のＮＯｘのレベルを（還元剤との組み合わせで）低減するのに十分な時間を可能にする流量で、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分３２９を通過する。ＡＥＩ ＳＣＲ成分３２９の後には、選択的アンモニア酸化触媒成分３３３（ＡＭＯｘ）が続き、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分３２９から放出された過剰のＮＨ３を除去し、これをＮ２に選択的に酸化する。
【0245】
代替の実施形態では、ＣＳＦ３２７は、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分３２９と選択的アンモニア酸化触媒成分３３３（ＡＭＯｘ）との間の場所に移動することができる。
【0246】
代替の実施形態では、第２の下流のＳＣＲ触媒３３４を、ＡＥＩ ＳＣＲ３２９とＡＭＯｘ触媒３３３との間に配置することができ、任意の還元剤が、第２の還元剤インジェクタ３３５によって第２の下流のＳＣＲ３３４の入口に供給される。
【0247】
代替の実施形態では、第２の上流のＳＣＲ触媒３３４は、ＤＯＣ３２２とＡＥＩ ＳＣＲ３２９との間に配置することができ、第２の上流のＳＣＲ触媒３３４は、ＣＳＦ３２７の上流又は下流に配置することができ、任意の還元剤が第２の還元剤インジェクタ３３５によって第２の上流のＳＣＲ３３４の入口に供給される。
【0248】
図２を参照すると、別の排気ガス処理システムが提供され、１つ以上の実施形態では、ガス状汚染物質（例えば、未燃焼の炭化水素、一酸化炭素、微粒子状物質）及びＮＯを含有する排気ガス流が、エンジン４１１から近接して連結する位置にあるＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分４１５に搬送され、これにより、ＮＯの処理及び／又は転化が行われる。還元剤（尿素又はアンモニア）は、還元剤インジェクタ４１４によって、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分４１５の入口に供給される。排気ガスは、排気ガス中の所定の温度において、触媒組成物が排気ガス中のＮＯｘのレベルを（還元剤との組み合わせで）低減するのに十分な時間を可能にする流量で、ＳＣＲ触媒成分４１５を通過する。ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分４１５の後には、選択的アンモニア酸化触媒成分４１６（ＡＭＯｘ）が続き、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分４１５から放出された過剰なＮＨ３を除去し、これをＮ２に選択的に酸化する。
【0249】
その後、排気はＤＯＣ４２２に移される。ＤＯＣ４２２では、未燃焼のガス状且つ不揮発性の炭化水素と一酸化炭素が大部分燃焼して、二酸化炭素と水を形成する。次に、排気流は次にＣＳＦ４２７に搬送され、ＣＳＦ４２７は排気ガス流中に存在する微粒子状物質を捕捉する。ＣＳＦ４２７を介して微粒子状物質を除去した後、排気ガス流は、床下に位置する第２のＳＣＲ触媒成分４２９に搬送され、これにより、ＮＯの処理及び／又は転化が行われる。還元剤（尿素又はアンモニア）は、第２の還元剤インジェクタ４３０によって、ＳＣＲ触媒成分４２９の入口に供給される。排気ガスは、排気ガス中の所定の温度において、触媒組成物が排気ガス中のＮＯｘのレベルを（還元剤との組み合わせで）低減するのに十分な時間を可能にする流量で、ＳＣＲ触媒成分４２９を通過する。下流のＳＣＲ触媒成分４２９の後には、選択的アンモニア酸化触媒成分４３３（ＡＭＯｘ）が続き、ＳＣＲ触媒成分４２９から放出された過剰なＮＨ３を除去し、これをＮ２に選択的に酸化する。
【0250】
代替の実施形態では、ＣＳＦ４２７は、ＳＣＲ触媒成分４２９と選択的アンモニア酸化触媒成分４３３（ＡＭＯｘ）との間の場所に移動することができる。
【0251】
代替の実施形態では、選択的アンモニア酸化触媒成分４１６（ＡＭＯｘ）を取り除くことができる。このシナリオでは、還元剤（尿素又はアンモニア）が、還元剤インジェクタ４１４によって十分に制御された量で供給され、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分４１５からのアンモニア（ＮＨ３）スリップを最小限に抑え、ＤＯＣ４２２が、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分４１５から放出されたＮＨ３を酸化する。
【0252】
代替の実施形態では、ＤＯＣ４２２は、ＡＥＩ ＳＣＲ触媒成分４１５の上流の場所に移動することができる。
【0253】
【0254】
図１におけるいくつかの実施形態では、ＤＯＣ３２２及びＣＳＦ３２７は、例えば、２層又は多層ウォッシュコート設計、フロント区分け＋リア区分けウォッシュコート設計、均質ウォッシュコート設計、又はそれらの組み合わせを介して、１つの触媒として統合することができる。図２におけるいくつかの実施形態では、ＤＯＣ４２２及びＣＳＦ４２７は、同様のアプローチで統合することができる。
【0255】
図１におけるいくつかの実施形態では、ＣＳＦ３２７及びＡＥＩ ＳＣＲ３２９は、例えば、２層又は多層ウォッシュコート設計、フロント区分け＋リア区分けのウォッシュコート設計、均質ウォッシュコート設計、又はそれらの組み合わせを介して、１つの触媒として統合することができる。図２のいくつかの実施形態では、ＣＳＦ４２７及びＳＣＲ４２９は、同様のアプローチで統合することができる。
【0256】
図１におけるいくつかの実施形態では、ＡＥＩ ＳＣＲ３２９及びＡＭＯｘ３３３は、例えば２層又は多層ウォッシュコート設計、フロント区分け＋リア区分けのウォッシュコート設計、均質ウォッシュコート設計、又はそれらの組み合わせを介して、１つの触媒として統合することができる。図２におけるいくつかの実施形態では、ＡＥＩ ＳＣＲ４１５及びＡＭＯｘ４１６は、同様のアプローチで統合することができる。図２におけるいくつかの実施形態では、ＳＣＲ４２９及びＡＭＯｘ４３３を同様のアプローチで統合することができる。
【0257】
本発明の物品、システム及び方法は、トラック及び自動車などの移動式排出源からの排気ガス流の処理に適している。本発明の物品、システム及び方法は、発電所などの定置型排出源からの排気流の処理にも適している。
【0258】
本明細書に記載の組成物、方法、及び適用に対する適切な修正及び適用は、任意の実施形態又はその態様の範囲から逸脱することなく行うことが可能であることが、関連分野の当業者には容易に明らかであろう。提供される組成物及び方法は、例示的なものであり、特許請求の範囲内の実施形態を限定することを意図するものではない。本明細書に開示する種々の実施形態、態様、及び選択肢の全ては、あらゆる変形例で組み合わせることができる。本明細書に記載の組成物、配合物、方法、及びプロセスの範囲は、本明細書の実施形態、態様、選択肢、実施例、及び選択物の全ての実際の又は潜在的な組合せを含む。本明細書に引用するあらゆる特許及び刊行物は、組込みに関するその他具体的な主張が特に提供されない限り、記述されるようなそれらの具体的な教示について、参照により本明細書に組み込まれる。
【0259】
本開示全体を通して、「１つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「或る特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、「代替の実施形態」又は「実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、本開示全体の様々な場所で現れる語句、「１つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「或る特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、「代替の実施形態」又は「実施形態」は、必ずしも本発明の同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態では、任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【実施例】
【0260】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を説明するために示すものであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。特に断りのない限り、すべての部及びパーセンテージは質量によるものであり、すべての質量パーセンテージは、特に明記しない限り、含水量を除くことを意味する乾燥ベースで表す。
【0261】
触媒物品の調製
実施例１
２３．０ｇのスクロースと２３．５ｇ（９７．６６ｗｔ％）のＣｕＯを混合し、４９４．８ｇの水に攪拌しながら分散させてスラリーを調製した。３０分撹拌した後、８２．７０ｇの水性Ｚｒ～ＯＡｃ（３０ｗｔ％）を加え、さらに１０分撹拌した。次に、ＳＡＲ１６（Ｃｌｅａｎ Ａ－０１）を有する４７９．２ｇのＨ－型ＡＥＩゼオライト（固形分９４．３７ｗｔ％）を、スラリーの温度を３０℃未満に保ちながらゆっくりと供給した。スラリーのレオロジー特性に応じて、脱泡剤、粘度調整剤及び／又は増粘剤（単数又は複数）をそれぞれ加えることができる。３０分撹拌した後、スラリーを粉砕プロセスに供し、５．６ミクロンのＤ９０を達成した。スラリーを一晩静置した後、コージエライト基材（１”×４”、ＮＧＫ４００／４）をスラリーに浸してコーティングした。このようにして得られた触媒を１５０℃で急速乾燥した後、５５０℃で１時間か焼した。最終的なウォッシュコートの組成は、４．５９ｗｔ％のＣｕＯ、４．９６ｗｔ％のＺｒＯ２、９０．４５ｗｔ％のＡＥＩであり、ウォッシュコートの全担持量は２．１ｇ／ｉｎ３であった。
実施例１
２３．０ｇのスクロースと２３．５ｇ（９７．６６ｗｔ％）のＣｕＯを混合し、４９４．８ｇの水に攪拌しながら分散させてスラリーを調製した。３０分撹拌した後、８２．７０ｇの水性Ｚｒ～ＯＡｃ（３０ｗｔ％）を加え、さらに１０分撹拌した。次に、ＳＡＲ１６（Ｃｌｅａｎ Ａ－０１）を有する４７９．２ｇのＨ－型ＡＥＩゼオライト（固形分９４．３７ｗｔ％）を、スラリーの温度を３０℃未満に保ちながらゆっくりと供給した。スラリーのレオロジー特性に応じて、脱泡剤、粘度調整剤及び／又は増粘剤（単数又は複数）をそれぞれ加えることができる。３０分撹拌した後、スラリーを粉砕プロセスに供し、５．６ミクロンのＤ９０を達成した。スラリーを一晩静置した後、コージエライト基材（１”×４”、ＮＧＫ４００／４）をスラリーに浸してコーティングした。このようにして得られた触媒を１５０℃で急速乾燥した後、５５０℃で１時間か焼した。最終的なウォッシュコートの組成は、４．５９ｗｔ％のＣｕＯ、４．９６ｗｔ％のＺｒＯ２、９０．４５ｗｔ％のＡＥＩであり、ウォッシュコートの全担持量は２．１ｇ／ｉｎ３であった。
【0262】
ＳＡＲ１６を有するＡＥＩゼオライトの水取り込み量を、図３に示す。
【0263】
比較例２
２３ｇのスクロースと２３．５ｇ（９７．６６ｗｔ％）のＣｕＯを混合し、５１２．７ｇの水に攪拌しながら分散させてスラリーを調製した。３０分撹拌した後、８２．７０ｇの水性Ｚｒ～ＯＡｃ（３０ｗｔ％）を加え、さらに１０分撹拌した。次に、ＳＡＲ２１（Ｃｌｅａｎ Ａ－０１）を有する４６１．３ｇのＨ－型ＡＥＩゼオライト（固形分９８．０３ｗｔ％）を、スラリーの温度を３０℃未満に保ちながらゆっくりと供給した。スラリーのレオロジー特性に応じて、脱泡剤、粘度調整剤及び／又は増粘剤（単数又は複数）をそれぞれ加えることができる。３０分撹拌した後、スラリーを粉砕プロセスに供し、１０．７ミクロンのＤ９０を達成した。スラリーを一晩静置した後、コージエライト基材（１”×４”、ＮＧＫ４００／４）をスラリーに浸してコーティングした。このようにして得られた触媒を１５０℃で急速乾燥した後、５５０℃で１時間か焼した。最終的なウォッシュコートの組成は、４．５９ｗｔ％のＣｕＯ、４．９６ｗｔ％のＺｒＯ２、９０．４５ｗｔ％のＡＥＩであり、ウォッシュコートの全担持量は２．１ｇ／ｉｎ３であった。
２３ｇのスクロースと２３．５ｇ（９７．６６ｗｔ％）のＣｕＯを混合し、５１２．７ｇの水に攪拌しながら分散させてスラリーを調製した。３０分撹拌した後、８２．７０ｇの水性Ｚｒ～ＯＡｃ（３０ｗｔ％）を加え、さらに１０分撹拌した。次に、ＳＡＲ２１（Ｃｌｅａｎ Ａ－０１）を有する４６１．３ｇのＨ－型ＡＥＩゼオライト（固形分９８．０３ｗｔ％）を、スラリーの温度を３０℃未満に保ちながらゆっくりと供給した。スラリーのレオロジー特性に応じて、脱泡剤、粘度調整剤及び／又は増粘剤（単数又は複数）をそれぞれ加えることができる。３０分撹拌した後、スラリーを粉砕プロセスに供し、１０．７ミクロンのＤ９０を達成した。スラリーを一晩静置した後、コージエライト基材（１”×４”、ＮＧＫ４００／４）をスラリーに浸してコーティングした。このようにして得られた触媒を１５０℃で急速乾燥した後、５５０℃で１時間か焼した。最終的なウォッシュコートの組成は、４．５９ｗｔ％のＣｕＯ、４．９６ｗｔ％のＺｒＯ２、９０．４５ｗｔ％のＡＥＩであり、ウォッシュコートの全担持量は２．１ｇ／ｉｎ３であった。
【0264】
比較例３
１７．３ｇのスクロースと１７．８ｇ（９７．６６ｗｔ％）のＣｕＯを混合し、５１３．５ｇの水に攪拌しながら分散させてスラリーを調製した。３０分撹拌した後、８２．７０ｇの水性Ｚｒ～ＯＡｃ（３０ｗｔ％）を加え、さらに１０分撹拌した。次に、ＳＡＲ２１（Ｃｌｅａｎ Ａ－０１）を有する４７１．８ｇのＨ－型ＡＥＩゼオライト（固形分９７．０４ｗｔ％）を、スラリーの温度を３０℃未満に保ちながらゆっくりと供給した。スラリーのレオロジー特性に応じて、脱泡剤、粘度調整剤及び／又は増粘剤（単数又は複数）をそれぞれ加えることができる。３０分撹拌した後、スラリーを粉砕プロセスに供し、９．７ミクロンのＤ９０を達成した。スラリーを一晩静置した後、コージエライト基材（１”×４”、ＮＧＫ４００／４）をスラリーに浸してコーティングした。このようにして得られた触媒を１５０℃で急速乾燥した後、５５０℃で１時間か焼した。最終的なウォッシュコートの組成は、３．４７ｗｔ％のＣｕＯ、４．９６ｗｔ％のＺｒＯ２、９１．５７ｗｔ％のＡＥＩであり、ウォッシュコートの全担持量は２．１ｇ／ｉｎ３であった。
１７．３ｇのスクロースと１７．８ｇ（９７．６６ｗｔ％）のＣｕＯを混合し、５１３．５ｇの水に攪拌しながら分散させてスラリーを調製した。３０分撹拌した後、８２．７０ｇの水性Ｚｒ～ＯＡｃ（３０ｗｔ％）を加え、さらに１０分撹拌した。次に、ＳＡＲ２１（Ｃｌｅａｎ Ａ－０１）を有する４７１．８ｇのＨ－型ＡＥＩゼオライト（固形分９７．０４ｗｔ％）を、スラリーの温度を３０℃未満に保ちながらゆっくりと供給した。スラリーのレオロジー特性に応じて、脱泡剤、粘度調整剤及び／又は増粘剤（単数又は複数）をそれぞれ加えることができる。３０分撹拌した後、スラリーを粉砕プロセスに供し、９．７ミクロンのＤ９０を達成した。スラリーを一晩静置した後、コージエライト基材（１”×４”、ＮＧＫ４００／４）をスラリーに浸してコーティングした。このようにして得られた触媒を１５０℃で急速乾燥した後、５５０℃で１時間か焼した。最終的なウォッシュコートの組成は、３．４７ｗｔ％のＣｕＯ、４．９６ｗｔ％のＺｒＯ２、９１．５７ｗｔ％のＡＥＩであり、ウォッシュコートの全担持量は２．１ｇ／ｉｎ３であった。
【0265】
実施例１～３で使用したＡＥＩゼオライトの特性を、表１に列挙する。
【0266】
【表1】
【0267】
実施例１～３で使用したＡＥＩゼオライトのＳＥＭ画像を、図４及び５に示す。ゼオライト粉末の一次結晶のＳＥＭ画像は、粉末試料に金を噴霧して前処理した後、日立ＳＵ－１５１０電子顕微鏡で収集した。
【0268】
触媒システムの評価
実施例４
実施例１、２及び３のモノリシック型触媒物品を、４つの異なる触媒が連続している実験室用反応器（ＤＯＣ＋ＣＳＦ＋ＳＣＲ＋ＡＭＯｘ）で試験し、図１の排気構成を模擬実験した。模擬排気を３２１に、ＤＯＣを３２２の位置に、ＣＳＦを３２７の位置に、アンモニアインジェクタを３３０の位置に、実施例１のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品又は比較例２のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品又は比較例３のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を３２９の位置に、そしてＡＭＯｘを３３３の位置に配置した。排気組成は、位置３２２のＤＯＣの前と、位置３３３のＡＭＯｘの後で監視した。アンモニアの噴射は、位置３３０のアンモニアインジェクタの後と、位置３２９の実施例１のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品又は比較例２のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品又は比較例３のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品の前で、別々に監視した。
実施例４
実施例１、２及び３のモノリシック型触媒物品を、４つの異なる触媒が連続している実験室用反応器（ＤＯＣ＋ＣＳＦ＋ＳＣＲ＋ＡＭＯｘ）で試験し、図１の排気構成を模擬実験した。模擬排気を３２１に、ＤＯＣを３２２の位置に、ＣＳＦを３２７の位置に、アンモニアインジェクタを３３０の位置に、実施例１のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品又は比較例２のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品又は比較例３のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を３２９の位置に、そしてＡＭＯｘを３３３の位置に配置した。排気組成は、位置３２２のＤＯＣの前と、位置３３３のＡＭＯｘの後で監視した。アンモニアの噴射は、位置３３０のアンモニアインジェクタの後と、位置３２９の実施例１のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品又は比較例２のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品又は比較例３のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品の前で、別々に監視した。
【0269】
より具体的には、４０ｇ／ｆｔ３（Ｐｔ：Ｐｄ＝１：１）及び１”×２”の寸法を有する市販のＤＯＣから掘削したコアを、第１の位置３２２に配置した。位置３２２のＤＯＣの後に、３ｇ／ｆｔ３（Ｐｔ：Ｐｄ＝１０：１）及び１”×４”の寸法を有する市販のＣＳＦから掘削されたコアを位置３２７に配置した。位置３２７のＣＳＦの後の位置３２９に、寸法が１”×４”の実施例１～３のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を配置した。アンモニアは、位置３２７のＣＳＦと位置３２９のＳＣＲ触媒との間の位置３３０で噴射した。３ｇ／ｆｔ３（Ｐｔのみ）の市販のＡＭＯｘと寸法１”×１”のＣｕ－ＣＨＡから掘削したコアを、位置３２９の実施例のＳＣＲ触媒の後の位置３３３に配置した。
【0270】
前述の設定に従って、３つの異なる構成：（Ａ）実験１のＤＯＣ＋ＣＳＦ＋ＡＥＩ ＳＣＲ物品＋ＡＭＯｘ、（Ｂ）比較例２のＤＯＣ＋ＣＳＦ＋ＡＥＩ ＳＣＲ物品＋ＡＭＯｘ、及び（Ｃ）比較例３のＤＯＣ＋ＣＳＦ＋ＡＥＩ ＳＣＲ物品＋ＡＭＯｘを、排気系試験で評価した。ＤＯＣ、ＣＳＦ、ＳＣＲ及びＡＭＯｘの位置は、上の段落で記載したものと同じである。ＤＯＣは位置３２２に配置し、ＣＳＦは位置３２７に配置し、ＳＣＲは位置３２９に配置し、ＡＭＯｘは位置３３３に配置した。
【0271】
実施例１の本発明のシステム（Ａ）のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品は、比較例２のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いた第２の排気システム（Ｂ）と同じ最終ウォッシュコート組成である４．５９ｗｔ．％のＣｕＯを有していた。実施例１の本発明のシステム（Ａ）のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品は、比較例３からのＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いた第３の排気システム（Ｃ）と同じ銅対アルミナのモル比である０．３３を有していた。比較例３からのＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品は、最終ウォッシュコート組成が３．４７ｗｔ．％のＣｕＯであった。比較例２のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品は、銅対アルミナのモル比が０．４４であった。すべてのＳＣＲ触媒物品のウォッシュコートの全担持量は、２．１ｇ／ｉｎ３であった。
【0272】
ディーゼルエンジンの運転温度範囲は広い。うまく設計された尿素ＳＣＲシステムでは、ディーゼルエンジンの冷間始動又は熱間始動時、或いは低速又は低負荷などの走行条件時に、約１８０℃～約２００℃という低い温度でも尿素の噴射が可能である。そのため、ＳＣＲの性能評価では１８０℃が低温点として選択される。
【0273】
能動的再生プロセスは普通、エンジン制御を変更してフィルタ前の温度を約５５０℃～約６５０℃まで上昇させることで開始される。高い発熱により煤を燃焼し尽くして、フィルタを再生する。このような理由から、ＳＣＲの性能評価では５８０℃までが高温点として選択される。
【0274】
１８０℃（１７７～１８１℃）の低温ＳＣＲ性能は、流入ガス条件：５００ｐｐｍのＮＯ、５００ｐｐｍのＮＨ３、５％のＨ２Ｏ、１０％のＯ２、残部Ｎ２、ＳＣＲの空間速度８００００ｈ－１（すなわち６８Ｌ分－１）で測定した。ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３の濃度は、ＦＴＩＲ分析器を用いて定量的に測定した。ＮＯｘ転化とＮ２Ｏ生成の比較結果を図６に示す。図６に示すように、実施例１のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いた本発明のシステム（Ａ）は、他の両システム、同じＣｕＯ担持量の比較例２のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いたシステム（Ｂ）、及び同じ銅対アルミナのモル比の比較例３のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いたシステム（Ｃ）、と比較して、最も高いＮＯｘ転化率を示した。特に、比較例３のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いた排気システム（Ｃ）は、低温でのＮＯｘ転化が非常に悪く、従って、高温での試験には考慮しなかった。比較例２の排気システム（Ｂ）は、低温でのＮＯｘ性能がわずかに劣るだけであったが、不要なＮ２Ｏの発生量が非常に多かった。
【0275】
ＤＯＣ＋ＣＳＦ＋ＳＣＲ＋ＡＭＯｘシステムの高温ＮＯｘ転化率は、ＳＣＲの入口温度５８４℃±１℃で、５００ｐｐｍのＮＯ、５００ｐｐｍのＮＨ３、５％のＨ２Ｏ、１０％のＯ２、残部Ｎ２、ＳＣＲの空間速度８００００ｈ－１、６８Ｌ分－１の流入ガス条件で測定した。ＮＯ、ＮＯ２、Ｎ２Ｏ及びＮＨ３の濃度は、ＦＴＩＲ分析器を用いて定量的に測定した。ＮＯｘ転化とＮ２Ｏ生成の比較結果を図７に示す。
【0276】
図７に示すように、実施例１のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いた本発明のシステム（Ａ）は、同じＣｕＯ担持量の比較例２のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いた排気システム（Ｂ）と比較して、はるかに高いＮＯｘ変換率を示した。
【0277】
結論として、実施例１のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品と異なるＳＡＲを有するが、同じ絶対Ｃｕ担持量のシステム（Ｂ）のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品、及び同じ銅対アルミナのモル比のシステム（Ｃ）からのＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品の、３つのＡＥＩベースの排気システムすべてを比較すると、実施例１のＡＥＩ ＳＣＲ触媒物品を用いた本発明の排気システム（Ａ）は、低温及び高温の両方で望ましい優れたＮＯｘ性能を示すと同時に、低温で好ましいＮ２Ｏ生成を示した。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】