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特表2023-547302ガソリンエンジン排気ガス処理のための改善されたＴＷＣ触媒

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-10

(54)【発明の名称】ガソリンエンジン排気ガス処理のための改善されたＴＷＣ触媒

(51)【国際特許分類】

B01J 23/63 20060101AFI20231102BHJP

B01J 35/04 20060101ALI20231102BHJP

B01D 53/94 20060101ALI20231102BHJP

F01N 3/10 20060101ALI20231102BHJP

F01N 3/28 20060101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

B01J23/63 A ZAB

B01J35/04 301Z

B01D53/94 222

B01D53/94 245

B01D53/94 280

F01N3/10 A

F01N3/28 Q

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023503497

(86)(22)【出願日】2021-10-20

(85)【翻訳文提出日】2023-02-09

(86)【国際出願番号】 GB2021052699

(87)【国際公開番号】W WO2022090688

(87)【国際公開日】2022-05-05

(31)【優先権主張番号】63/107,479

(32)【優先日】2020-10-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】ＪＯＨＮＳＯＮＭＡＴＴＨＥＹＰＵＢＬＩＣＬＩＭＩＴＥＤＣＯＭＰＡＮＹ

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100221501

【弁理士】

【氏名又は名称】式見真行

(72)【発明者】

【氏名】ミリントン、ポール

(72)【発明者】

【氏名】ヴラコウ、マリア

【テーマコード（参考）】

3G091

4D148

4G169

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AA17

3G091AB03

3G091AB08

3G091BA14

3G091BA15

3G091BA19

3G091BA39

3G091GA16

3G091GB02W

3G091GB03W

3G091GB04Y

3G091GB06W

3G091GB07W

3G091GB10W

3G091GB17X

4D148AA06

4D148AA13

4D148AA18

4D148AB01

4D148AB02

4D148AB09

4D148BA01Y

4D148BA02Y

4D148BA03X

4D148BA06Y

4D148BA07Y

4D148BA08X

4D148BA10X

4D148BA11Y

4D148BA14Y

4D148BA15X

4D148BA18X

4D148BA19X

4D148BA25Y

4D148BA30X

4D148BA31X

4D148BA33X

4D148BA36Y

4D148BA38Y

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4D148BA41X

4D148BA42X

4D148BA45Y

4D148BB02

4D148BB14

4D148BB15

4D148BB16

4D148DA03

4D148DA11

4D148EA04

4G169AA03

4G169BA01A

4G169BA01B

4G169BA02A

4G169BA05A

4G169BA05B

4G169BA06A

4G169BB04A

4G169BB06A

4G169BB06B

4G169BC13B

4G169BC16A

4G169BC38A

4G169BC40A

4G169BC42A

4G169BC42B

4G169BC43A

4G169BC43B

4G169BC44A

4G169BC44B

4G169BC51A

4G169BC51B

4G169BC69A

4G169BC71A

4G169BC71B

4G169BC72A

4G169BC75A

4G169BC75B

4G169CA03

4G169CA09

4G169DA06

4G169EA19

4G169EB12Y

4G169EB15Y

4G169EC28

4G169EE09

4G169FA06

4G169FB14

4G169FB15

4G169FB19

4G169FB30

4G169FC08

(57)【要約】

三元触媒物品、及び内燃機関のための排気システムにおけるその使用が開示される。排気ガスを処理するための触媒物品であって、軸方向長さＬを有する入口端部及び出口端部を含む、基材と、第１のＰＧＭ担体材料上に担持された第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む、第１の触媒領域と、を含み、第１のＰＧＭ成分が、ロジウム（Ｒｈ）及び白金（Ｐｔ）を含み、Ｐｔ及びＲｈが、少なくとも１：１０の重量比を有する、触媒物品。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＧＭ担体材料上に担持された白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む、触媒組成物であって、前記ＰＧＭ成分が、ロジウム（Ｒｈ）及び白金（Ｐｔ）を含み、Ｐｔ及びＲｈが、少なくとも１：１０の重量比を有する、触媒組成物。

【請求項2】

前記ＰＧＭ担体材料が、酸素吸蔵能（ＯＳＣ）材料、ＺｒＯ_２、又は希土類金属ドープＺｒＯ_２である、請求項１に記載の触媒組成物。

【請求項3】

前記ＯＳＣ材料が、セリウム酸化物、セリア－ジルコニア混合酸化物、アルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物、又はこれらの組み合わせである、請求項２に記載の触媒組成物。

【請求項4】

前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、少なくとも３５重量％のＣｅＯ_２を含む、請求項３に記載の触媒組成物。

【請求項5】

無機酸化物を更に含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の触媒組成物。

【請求項6】

前記無機酸化物が、アルミナ、マグネシア、シリカ、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、請求項５に記載の触媒組成物。

【請求項7】

Ｒｈ及びＰｔが、前記無機酸化物上に担持されていない、請求項５又は６に記載の触媒組成物。

【請求項8】

パラジウム（Ｐｄ）を更に含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の触媒組成物。

【請求項9】

Ｐｄが、前記無機酸化物上に担持されている、請求項８に記載の触媒組成物。

【請求項10】

Ｐｄが、前記ＰＧＭ担体材料上に担持されていない、請求項９に記載の触媒組成物。

【請求項11】

排気ガスを処理するための触媒物品であって、
軸方向長さＬを有する入口端部及び出口端部を含む、基材と、
第１のＰＧＭ担体材料上に担持された第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む、第１の触媒領域と、を含み、
前記第１のＰＧＭ成分が、ロジウム（Ｒｈ）及び白金（Ｐｔ）を含み、
Ｐｔ及びＲｈが、少なくとも１：１０の重量比を有する、触媒物品。

【請求項12】

前記第１のＰＧＭ担体材料が、第１の酸素吸蔵能（ＯＳＣ）材料、ＺｒＯ_２、又は希土類金属ドープＺｒＯ_２である、請求項１１に記載の触媒物品。

【請求項13】

前記第１のＯＳＣ材料が、セリウム酸化物、セリア－ジルコニア混合酸化物、アルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物、又はこれらの組み合わせである、請求項１２に記載の触媒物品。

【請求項14】

前記第１の触媒領域が、第１の無機酸化物を更に含む、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の触媒物品。

【請求項15】

前記第１の無機酸化物が、アルミナ、マグネシア、シリカ、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、請求項１４に記載の触媒物品。

【請求項16】

Ｒｈ及びＰｔが、前記第１の無機酸化物上に担持されていない、請求項１４又は１５に記載の触媒物品。

【請求項17】

前記第１の触媒領域が、パラジウム（Ｐｄ）を更に含む、請求項１１～１６のいずれか一項に記載の触媒物品。

【請求項18】

Ｐｄが、前記第１の無機酸化物上に担持されている、請求項１６に記載の触媒物品。

【請求項19】

Ｐｄが、前記第１のＰＧＭ担体材料上に担持されていない、請求項１８に記載の触媒物品。

【請求項20】

第２の触媒領域を更に含む、請求項１１～１９のいずれか一項に記載の触媒物品。

【請求項21】

前記第２の触媒領域が、第２のＰＧＭ成分を含む、請求項２０に記載の触媒物品。

【請求項22】

前記第２のＰＧＭ成分が、Ｐｄを含む、請求項２１に記載の触媒物品。

【請求項23】

前記第１の触媒領域が、実質的にＰｄを含まない、請求項２０～２２のいずれか一項に記載の触媒物品。

【請求項24】

前記第２の触媒領域が、第２のＯＳＣ材料、第２の無機酸化物、又はこれらの組み合わせを更に含む、請求項２０～２３のいずれか一項に記載の触媒物品。

【請求項25】

前記第１の触媒領域が、前記基材上に直接担持／堆積されている、請求項１１～２４のいずれか一項に記載の触媒物品。

【請求項26】

前記第２の触媒領域が、前記基材上に直接担持／堆積されている、請求項２０～２４のいずれか一項に記載の触媒物品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガソリンエンジンからの排気ガス排出物を処理するのに有用な触媒物品に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関では、炭化水素（hydrocarbon、ＨＣ）、一酸化炭素（carbon monoxide、ＣＯ）、及び窒素酸化物（nitrogen oxide、「ＮＯ_ｘ」）を含む様々な汚染物質を含有する排気ガスが生成される。排気ガス触媒転化用触媒を含む排出制御システムは、大気に排出されるこれらの汚染物質の量を低減するために広く利用されている。ガソリンエンジンの排気処理に通常使用される触媒は、ＴＷＣ（three way catalyst）（三元触媒）である。ＴＷＣにより、次の３つの主な役割、すなわち、（１）ＣＯの酸化、（２）未燃ＨＣの酸化、及び（３）ＮＯ_ｘの還元を行う。

【0003】

パラジウム（Palladium、Ｐｄ）及びロジウム（rhodium、Ｒｈ）は、ガソリン車両における有害な排出物を低減するために、ＴＷＣ配合物において広く使用されている。Ｒｈは、金属状態にある場合、ＴＷＣ反応に対して最も活性であり、触媒動作中のＲｈ失活を制限することは、良好な活性を維持するのに不可欠である。Ｒｈは、ガソリンエンジンの希薄状態の間、燃料カット事象の間、及びエンジンが停止された場合（及び触媒が空気中で冷却された場合）に、特に（大抵は可逆的な）失活を受けやすい。これらの事象からの触媒の回復中に、著しい反応物スリップが起こり得る。

【0004】

加えて、近年、市場における需要の高まりに起因して、貴金属価格（例えば、Ｐｄ及びＲｈ）が上昇して更により貴重になっている。ＴＷＣが手頃な価格でありながら、将来の排出規制を満たすように装備されることを確実にするためには、Ｒｈ充填量の低減及びＲｈ性能の改善が必要である。一方、世界的にますます厳しくなる環境規制によって、自動車産業は、更により多くの貴金属を触媒コンバータに入れることを余儀なくされている。

【0005】

差し当たって、白金（platinum、Ｐｔ）が、その比較的安価な価格に起因して、ガソリン用途でのより魅力的な候補になっている。過去１２ヶ月の間（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｔｉｎｕｍ．ｍａｔｔｈｅｙ．ｃｏｍによれば２０２０年９月から）、Ｐｔ及びＲｈの平均価格は、それぞれ約＄８８８及び＄８４６８ドル／Ｏｚであった。したがって、同等な触媒性能を維持することが望まれながら、Ｒｈを少なくとも部分的に置き換えるために、どのようにＰｔを触媒配合物に導入するかについて、巨大な経済的な刺激策が存在する。

【0006】

本発明では、集中的な研究を通じて、本発明者らは、費用効果の高い新規の触媒設計の開発及び試験に成功しただけでなく、驚くべきことに、有益なＲｈ－Ｐｔ相互作用が、希薄事象中のＲｈの失活を制限し、点火性能及び過渡性能を改善することを実証した。

【発明の概要】

【0007】

本開示の一態様は、ＰＧＭ担体材料上に担持された白金族金属（platinum group metal、ＰＧＭ）成分を含む、触媒組成物であって、ＰＧＭ成分が、ロジウム（Ｒｈ）及び白金（Ｐｔ）を含み、Ｐｔ及びＲｈが、少なくとも１：１０の重量比を有する、触媒組成物を対象とする。

【0008】

本開示の別の態様は、排気ガスを処理するための触媒物品であって、軸方向長さＬを有する入口端部及び出口端部を含む、基材と、第１のＰＧＭ担体材料上に担持された第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む、第１の触媒領域と、を含み、第１のＰＧＭ成分が、ロジウム（Ｒｈ）及び白金（Ｐｔ）を含み、Ｐｔ及びＲｈが、少なくとも１：１０の重量比を有する、触媒物品を対象とする。

【0009】

本発明はまた、本発明の三元触媒成分を含む、内燃機関のための排気システムも包含する。

【0010】

本発明はまた、内燃機関からの排気ガスの処理、特にガソリンエンジンからの排気ガスの処理も包含する。本方法は、排気ガスを本発明の三元触媒成分と接触させることを含む。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】基材の軸方向長さＬに対して１００％の長さを有する第１の触媒領域（単一層）を含む、本発明による一実施形態を示す。

【図2A】第１の触媒領域が、底部層として、軸方向長さＬの１００％に延在し、第２の触媒領域が、上部層として、軸方向長さＬの１００％に延在する、本発明による一実施形態を示す。

【図2B】図２ａの変形例を図示する。

【図3A】第１の触媒領域が、入口端部から軸方向長さＬの１００％未満に延在し、第２の触媒領域が、出口端部から軸方向長さＬの１００％未満に延在する、本発明による一実施形態を示す。第２及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬ以下である。

【図3B】図３ａの変形例を図示する。

【図3C】第１の触媒領域が、入口端部から軸方向長さＬの１００％未満に延在し、第２の触媒領域が、出口端部から軸方向長さＬの１００％未満に延在する、本発明による一実施形態を示す。第２及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬよりも大きい。

【図3D】図３ｃの変形例を図示する。

【図4】触媒１～８のＳＣＡＴ点火結果を示す。

【図5】比較触媒１及び触媒８のＳＣＡＴＤＦＳＯ実験結果を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、ガソリンエンジン及び他のエンジンによって生成されるものなどの燃焼排気ガスの触媒処理、並びに関連する触媒組成物、触媒物品、及びシステムを対象とする。より具体的には、本発明は、車両排気システムにおけるＮＯ_ｘ、ＣＯ、及びＨＣの同時処理に関する。より具体的には、本発明は、従来のＰｄ／ＲｈＴＷＣ触媒と比較して最適化されたＰｔ及びＲｈ比、範囲、及び位置制御を通じた新規のＴＷＣ設計、並びに車両排気システムにおけるＮＯ_ｘ、ＣＯ、及びＨＣの同時処理における、費用効率の高いアプローチに関する。

【0013】

本開示の一態様は、ＰＧＭ担体材料上に担持された白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む、触媒組成物であって、ＰＧＭ成分が、ロジウム（Ｒｈ）及び白金（Ｐｔ）を含み、Ｐｔ及びＲｈが、少なくとも１：１０の重量比を有する、触媒組成物を対象とする。

【0014】

集中的な研究を通して、本発明者らは、Ｒｈ及びＰｔの両方をＰＧＭ担体材料に組み込むことによって、これらの新規の組成物が、優れた触媒特性を実証することを見出した。

【0015】

いくつかの実施形態では、Ｐｔ及びＲｈは、少なくとも１：８、１：６、又は１：５の重量比を有し得る。代替的に、他の実施形態では、Ｐｔ及びＲｈは、１０：１～１：１０、８：１～１：８、６：１～１：６、又は５：１～１：５の重量比を有し得る。ある特定の実施形態では、Ｐｔ及びＲｈは、８：１～１：１０、６：１～１：１０、５：１～１：１０、又は１：１～１：１０の重量比を有し得る。

【0016】

ＰＧＭ担体材料は、酸素吸蔵能（oxygen storage capacity、ＯＳＣ）材料、ＺｒＯ_２、又は希土類金属ドープＺｒＯ_２であり得る。

【0017】

ドープＺｒＯ_２に好適な希土類金属は、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｙ、Ｃｅ、又はこれらの組み合わせであり得る。希土類金属でドープされる場合、希土類金属含有量は、希土類金属酸化物に基づいて２０重量％以下であり得る。ある特定の実施形態では、希土類金属含有量は、希土類金属酸化物に基づいて、１５重量％以下又は１０重量％以下であり得る。

【0018】

ＯＳＣ材料は、セリウム酸化物、セリア－ジルコニア混合酸化物、アルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物、又はこれらの組み合わせであり得る。より好ましくは、ＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物、アルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物、又はこれらの組み合わせを含む。セリア－ジルコニア混合酸化物は、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウム酸化物などのドーパントを更に含み得る。加えて、ＯＳＣ材料は、ＰＧＭ成分のための担体材料として機能し得る。いくつかの実施形態では、ＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物を含む。

【0019】

いくつかの実施形態では、セリア－ジルコニア混合酸化物は、少なくとも３５重量％のＣｅＯ_２、好ましくは、少なくとも４０重量％のＣｅＯ_２、より好ましくは、少なくとも４５重量％のＣｅＯ_２を含み得る。代替的に、ある特定の実施形態では、セリア－ジルコニア混合酸化物は、３５重量％～７５重量％のＣｅＯ_２、好ましくは、４０重量％～６０重量％のＣｅＯ_２、より好ましくは、４５重量％～５５重量％のＣｅＯ_２を含み得る。

【0020】

いくつかの実施形態では、触媒組成物は、無機酸化物を更に含み得る。無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、バリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、無機酸化物は、アルミナ、ランタン－アルミナ、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。１つの特に好ましい無機酸化物は、アルミナ又はランタン－アルミナである。

【0021】

ＯＳＣ材料及び無機酸化物は、１０：１以下、好ましくは、８：１又は５：１以下、より好ましくは、４：１又は３：１以下、最も好ましくは、２：１以下の重量比を有し得る。

【0022】

代替的に、ＯＳＣ材料及び無機酸化物は、１０：１～１：１０、好ましくは、８：１～１：８又は５：１～１：５、より好ましくは４：１～１：４又は３：１～１：３、最も好ましくは２：１～１：２の重量比を有し得る。

【0023】

いくつかの実施形態では、ＯＳＣ材料及び無機酸化物は、２：１以下の重量比を有し得る。更なる実施形態では、ＯＳＣ材料及び無機酸化物は、１０：１以下の重量比を有し得る。別の更なる実施形態では、ＯＳＣ材料及び無機酸化物は、２０：１以上又は３０：１以上の重量比を有し得る。なお別の更なる実施形態では、ＯＳＣ材料及び無機酸化物は、４０：１以上又は５０：１以上の重量比を有し得る。

【0024】

触媒組成物は、アルカリ又はアルカリ性土類金属を更に含み得る。

【0025】

アルカリ又はアルカリ性土類金属は、好ましくはバリウム、又はストロンチウム、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物である。好ましくは、バリウム又はストロンチウムは、存在する場合、触媒組成物の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％のバリウム又はストロンチウムの量で充填されている。

【0026】

好ましくはバリウム又はストロンチウムは、ＢａＣＯ_３又はＳｒＣＯ_３として存在する。このような材料は、当該技術分野において既知の任意の方法、例えば、初期湿潤含浸又は噴霧乾燥によって実施することができる。

【0027】

いくつかの実施形態では、Ｒｈ及びＰｔは、無機酸化物上に担持されていない。

【0028】

ある特定の実施形態では、触媒組成物は、パラジウム（Ｐｄ）を更に含み得る。更なる実施形態では、Ｐｄは、無機酸化物上に担持され得る。なお他の実施形態では、Ｐｄは、ＰＧＭ担体材料上に担持されていない。

【0029】

以下の実施例に明示されるように、この態様における触媒組成物は、ガソリンエンジンによって生成された排気ガスを処理するためのＴＷＣ触媒として適用することができる。

【0030】

【0031】

第１の触媒領域
いくつかの実施形態では、Ｐｔ及びＲｈは、少なくとも１：８、１：６、又は１：５の重量比を有し得る。代替的に、他の実施形態では、Ｐｔ及びＲｈは、１０：１～１：１０、８：１～１：８、６：１～１：６、又は５：１～１：５の重量比を有し得る。ある特定の実施形態では、Ｐｔ及びＲｈは、８：１～１：１０、６：１～１：１０、５：１～１：１０、又は１：１～１：１０の重量比を有し得る。

【0032】

第１のＰＧＭ担体材料は、第１の酸素吸蔵能（ＯＳＣ）材料、ＺｒＯ_２、又は希土類金属ドープＺｒＯ_２であり得る。

【0033】

【0034】

第１のＯＳＣ材料は、セリウム酸化物、セリア－ジルコニア混合酸化物、アルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物、又はこれらの組み合わせであり得る。より好ましくは、第１のＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物、アルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物、又はこれらの組み合わせを含む。セリア－ジルコニア混合酸化物は、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウム酸化物などのドーパントを更に含み得る。加えて、第１のＯＳＣ材料は、第１のＰＧＭ成分のための担体材料として機能し得る。いくつかの実施形態では、第１のＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物を含む。

【0035】

【0036】

いくつかの実施形態では、第１の触媒領域は、第１の無機酸化物を更に含み得る。第１の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。第１の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、バリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第１の無機酸化物は、アルミナ、ランタン－アルミナ、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。１つの特に好ましい第１の無機酸化物は、アルミナ又はランタン－アルミナである。

【0037】

第１のＯＳＣ材料及び第１の無機酸化物は、１０：１以下、好ましくは、８：１又は５：１以下、より好ましくは、４：１又は３：１以下、最も好ましくは、２：１以下の重量比を有し得る。

【0038】

代替的に、第１のＯＳＣ材料及び第１の無機酸化物は、１０：１～１：１０、好ましくは、８：１～１：８又は５：１～１：５、より好ましくは４：１～１：４又は３：１～１：３、最も好ましくは２：１～１：２の重量比を有し得る。

【0039】

いくつかの実施形態では、第１のＯＳＣ材料及び第１の無機酸化物は、２：１以下の重量比を有し得る。更なる実施形態では、第１のＯＳＣ材料及び第１の無機酸化物は、１０：１以下の重量比を有し得る。別の更なる実施形態では、第１のＯＳＣ材料及び第１の無機酸化物は、２０：１以上又は３０：１以上の重量比を有し得る。なお別の更なる実施形態では、第１のＯＳＣ材料及び第１の無機酸化物は、４０：１以上又は５０：１以上の重量比を有し得る。

【0040】

第１の触媒領域は、第１のアルカリ又はアルカリ性土類金属を更に含んでもよい。

【0041】

第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、好ましくはバリウム、又はストロンチウム、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物である。好ましくは、バリウム又はストロンチウムは、存在する場合、第１の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％のバリウム又はストロンチウムの量で充填されている。

【0042】

【0043】

いくつかの実施形態では、Ｒｈ及びＰｔは、第１の無機酸化物上に担持されていない。

【0044】

ある特定の実施形態では、第１の触媒領域は、パラジウム（Ｐｄ）を更に含み得る。更なる実施形態では、Ｐｄは、第１の無機酸化物上に担持され得る。なお他の実施形態では、Ｐｄは、第１のＰＧＭ担体材料上に担持されていない。

【0045】

以下の実施例に明示されるように、この態様における触媒物品は、ガソリンエンジンによって生成された排気ガスを処理するためのＴＷＣ触媒として適用することができる。

【0046】

第１の触媒領域は、軸方向長さＬの１００パーセントにわたって延在し得る。（例えば、図１、図２ａ、及び図２ｂを参照されたい）。いくつかの実施形態では、第１の触媒領域は、軸方向長さＬの２０～９９％、３０～９０％、又は４０～８０％にわたって延在し得る。代替的に、第１の触媒領域は、軸方向長さＬの３０～７０パーセントにわたって延在し得る。好ましくは、軸方向長さＬの４０～６０パーセント、より好ましくは、４５～５５パーセント（例えば、図３ａ～図３ｄを参照されたい）。

【0047】

第１の触媒領域の総ウォッシュコート充填量は、３．５ｇ／ｉｎ^３未満、好ましくは、３．０ｇ／ｉｎ^３又は２．５ｇ／ｉｎ^３未満であり得る。代替的に、第１の触媒領域の総ウォッシュコート充填量は、０．５～３．５ｇ／ｉｎ^３、好ましくは、０．６～３ｇ／ｉｎ^３又は０．７～２．５ｇ／ｉｎ^３であり得る。

【0048】

第２の触媒領域
触媒物品は、第２の触媒領域を更に含み得る。

【0049】

第２の触媒領域は、第２のＰＧＭ成分、第２の酸素吸蔵能（ＯＳＣ）材料、第２のアルカリ若しくはアルカリ性土類金属成分、及び／又は第２の無機酸化物を更に含み得る。

【0050】

第２のＰＧＭ成分は、白金、パラジウム、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択することができる。いくつかの実施形態では、第２のＰＧＭ成分は、Ｐｄ、Ｒｈ、又はこれらの混合物であり得る。他の実施形態では、第２のＰＧＭ成分は、Ｐｄ、Ｐｔ、又はこれらの混合物であり得る。更なる実施形態では、第２のＰＧＭ成分は、Ｐｄであり得る。ある特定の実施形態では、第１の触媒領域は、Ｐｄを実質的に含まない場合がある。更なる実施形態では、第１の触媒領域は、Ｐｄを本質的に含まない場合も、Ｐｄを含まない場合もある。「実質的に含まない」という表現は、ＰＧＭ（例えば、Ｐｄ）に言及して本明細書で使用される場合、第１の触媒領域における総ＰＧＭ量の≦５重量％、好ましくは≦２重量％、より好ましくは≦１重量％などの少量のＰＧＭ（例えば、Ｐｄ）を意味する。「本質的に含まない」という表現は、ＰＧＭ（例えば、Ｐｄ）に言及して本明細書で使用される場合、第１の触媒領域における総ＰＧＭ量の≦１重量％、好ましくは≦０．５重量％、より好ましくは≦０．１重量％などの微量のＰＧＭ（例えば、Ｐｄ）を意味する。「本質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。

【0051】

第２のＯＳＣ材料は、セリウム酸化物、セリア－ジルコニア混合酸化物、アルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物、又はこれらの組み合わせであり得る。より好ましくは、第２のＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物、アルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物、又はこれらの組み合わせを含む。加えて、第２のＯＳＣ材料は、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムなどのようなドーパントのうちの１つ以上を更に含み得る。更に、第２のＯＳＣ材料は、第２のＰＧＭ成分に対する担体材料としての機能を有し得る。いくつかの実施形態では、第２のＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物を含む。

【0052】

セリア－ジルコニア混合酸化物は、少なくとも５０：５０、好ましくは、６０：４０超、より好ましくは、７０：３０超のジルコニア対セリアの重量比を有し得る。代替的に、セリア－ジルコニア混合酸化物はまた、５０：５０未満、好ましくは、４０：６０未満、より好ましくは、３０：７０未満のセリア対ジルコニアの重量比を有し得る。

【0053】

第２のＯＳＣ材料（例えば、セリア－ジルコニア混合酸化物）は、第２の触媒領域の総ウォッシュコート充填量に基づいて、１０～９０重量％、好ましくは、２５～７５重量％、より好ましくは、３０～６０重量％であり得る。

【0054】

第２の触媒領域における第２のＯＳＣ材料充填量は、２ｇ／ｉｎ^３未満であり得る。いくつかの実施形態では、第２の触媒領域における第２のＯＳＣ材料充填量は、１．５ｇ／ｉｎ^３、１．２ｇ／ｉｎ^３、１ｇ／ｉｎ^３、０．８ｇ／ｉｎ^３、又は０．７ｇ／ｉｎ^３以下である。

【0055】

第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、好ましくはバリウム、ストロンチウム、これらの混合酸化物又は複合酸化物である。好ましくは、バリウム又はストロンチウムは、存在する場合、第２の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％のバリウム又はストロンチウムの量である。

【0056】

第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属はストロンチウムであることが更により好ましい。ストロンチウムは、存在する場合、第２の触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で存在する。

【0057】

また、第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物であることが好ましい。好ましくは、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物は、第２の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で存在する。第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの複合酸化物であることがより好ましい。

【0058】

好ましくは、バリウム又はストロンチウムはＢａＣＯ_３又はＳｒＣＯ_３として存在する。このような材料は、当該技術分野において既知の任意の方法、例えば、初期湿潤含浸又は噴霧乾燥によって実施することができる。

【0059】

第２の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。第２の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニア、バリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第２の無機酸化物は、アルミナ、ランタン－アルミナ、ジルコニア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。１つの特に好ましい第２の無機酸化物は、アルミナ又はランタン－アルミナである。

【0060】

第２のＯＳＣ材料及び第２の無機酸化物は、１０：１以下、好ましくは、８：１又は５：１以下、より好ましくは、４：１又は３：１以下、最も好ましくは、２：１以下の重量比を有し得る。

【0061】

代替的に、第２のＯＳＣ材料及び第２の無機酸化物は、１０：１～１：１０、好ましくは、８：１～１：８又は５：１～１：５、より好ましくは４：１～１：４又は３：１～１：３、最も好ましくは２：１～１：２の重量比を有し得る。

【0062】

いくつかの実施形態では、第２のＯＳＣ材料及び第２の無機酸化物は、２：１以上の重量比を有し得る。更なる実施形態では、第２のＯＳＣ材料及び第２の無機酸化物は、１０：１以上の重量比を有し得る。別の更なる実施形態では、第２のＯＳＣ材料及び第２の無機酸化物は、２０：１以上又は３０：１以上の重量比を有し得る。なお別の更なる実施形態では、第２のＯＳＣ材料及び第２の無機酸化物は、４０：１以上又は５０：１以上の重量比を有し得る。

【0063】

第２の触媒領域の総ウォッシュコート充填量は、３．５ｇ／ｉｎ^３未満、好ましくは、３．０ｇ／ｉｎ^３又は２．５ｇ／ｉｎ^３未満であり得る。代替的に、第１の触媒領域の総ウォッシュコート充填量は、０．５～３．５ｇ／ｉｎ^３、好ましくは、０．６～３ｇ／ｉｎ^３又は０．７～２．５ｇ／ｉｎ^３であり得る。

【0064】

第２の触媒領域は、軸方向長さＬの１００パーセントにわたって延在し得る。（例えば、図２ａ及び図２ｂを参照されたい）

【0065】

第２の触媒領域は、軸方向長さＬの３０～７０パーセントにわたって延在し得る。好ましくは、軸方向長さＬの４０～６０パーセント、より好ましくは、４５～５５パーセント、最も好ましくは、第２の領域及び第１の領域の全長は、軸方向長さＬ以上である（例えば、図３ａ～図３ｄを参照されたい）。

【0066】

第２の触媒領域は、第１の触媒領域と、軸方向長さＬの０．１～９９パーセントにわたって重複し得る（例えば、図３ｃ及び図３ｄを参照されたい。第１の触媒領域は、第２の触媒領域を被覆し得、又は第２の触媒領域は、第１の触媒領域を被覆し得る）。代替的に、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬに等しくてもよい（例えば、図３ａ及び図３ｂを参照されたい）。なお別の代替例では、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬ未満、例えば、軸方向長さＬの９５％、９０％、８０％、又は７０％以下であり得る。

【0067】

いくつかの実施形態では、第１の触媒領域は、基材上に直接担持／堆積され得る。ある特定の実施形態では、第２の触媒領域は、基材上に直接担持／堆積され得る。

【0068】

第３の触媒領域
触媒物品は、第３の触媒領域を更に含み得る。

【0069】

第３の触媒領域は、第３のＰＧＭ成分、第３の酸素吸蔵能（ＯＳＣ）材料、第３のアルカリ若しくはアルカリ性土類金属成分、及び／又は第３の無機酸化物を更に含み得る。

【0070】

第３の触媒領域は、第２の触媒領域と同じか又は同様の組成を有し得る。

【0071】

第３の触媒領域は、軸方向長さＬ未満、例えば、軸方向長さＬの９５％、９０％、８０％、７０％、６０％、又は５０％以下であり得る。

【0072】

基材
好ましくは、基材は、フロースルーモノリスである。代替的に、基材は、ウォールフローフィルタであり得る。

【0073】

フロースルーモノリス基材は、第１の面と第２の面と、を有し、それらの間に長手方向を画定する。フロースルーモノリス基材は、第１の面と第２の面との間に延在する、複数のチャネルを有する。複数のチャネルは、長手方向に延在し、複数の内側表面（例えば、各チャネルを画定するウォールの表面）を提供する。複数のチャネルの各々は、第１の面にある開口部と、第２の面にある開口部と、を有する。誤解を回避するために、フロースルーモノリス基材はウォールフローフィルタではない。

【0074】

第１の面は、典型的には基材の入口端部にあり、第２の面は基材の出口端部にある。

【0075】

チャネルは、一定の幅のものであってもよく、各複数のチャネルは、均一なチャネル幅を有してもよい。

【0076】

好ましくは、長手方向に直交する平面内で、モノリス基材は、１平方インチ当たり３００～９００のチャネル、好ましくは４００～８００のチャネルを有する。例えば、第１の面上において、開いている第１のチャネルと閉じている第２のチャネルとの密度は、１平方インチ当たり６００～７００チャネルである。チャネルは、矩形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形、又は他の多角形形状である断面を有し得る。

【0077】

モノリス基材は、触媒材料を保持するための担体として作用する。モノリス基材を形成するのに好適な材料としては、コーディエライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ－シリカマグネシア若しくはケイ酸ジルコニウムなどのセラミック様材料、又は多孔質の耐火金属が挙げられる。多孔質モノリス基材の製造におけるそのような材料及びそれらの使用は、当該技術分野において周知である。

【0078】

本明細書に記載のフロースルーモノリス基材は、単一構成要素（すなわち、単一のれんが状塊）であることに留意されたい。それにもかかわらず、排出物処理システムを形成する場合、使用される基材は、複数のチャネルを一緒に接着することによって、又は本明細書に記載のように複数のより小さい基材を一緒に接着することによって、形成され得る。このような技術は、排出物処理システムの好適なケーシング及び構成とともに、当該技術分野において周知である。

【0079】

本発明の触媒物品がセラミック基材を含む実施形態では、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、セリア、ジルコニア、マグネシア、ゼオライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸塩及びメタロアルミノケイ酸塩（コージライト及びスポジュメンなど）、又はこれらのうちのいずれか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。

【0080】

本発明の触媒物品が金属基材を含む実施形態では、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微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。

【0081】

本開示の別の態様は、本明細書に記載の触媒物品を使用する、ＮＯ_ｘ、ＣＯ、及びＨＣを含有する、車両排気ガスの処理方法を対象とする。この方法に従って作製されたＴＷＣを備えた触媒コンバータは、（同じＰＧＭ充填量を有する）従来のＴＷＣと比較して、改善された触媒特性を示し、また冷間始動段階で特に改善された性能、及びより良好なＴＨＣ点火性能を示す（例えば、実施例２～４及び６～７、並びに表３～５及び７～９を参照されたい）。

【0082】

本開示の別の態様は、システムを通じて排気ガスを移送するための導管とともに本明細書に記載される触媒物品を含む、車両排気ガス処理用システムを対象とする。

【0083】

定義
本明細書で使用される場合、「領域」という用語は、典型的にはウォッシュコートを乾燥及び／又は焼成することによって得られる基材上のエリアを指す。「領域」は、例えば、「層」又は「ゾーン」として基材上に配置又は担持され得る。基材上のエリア又は配置は、概して、基材にウォッシュコートを適用するプロセス中に制御される。「領域」は、典型的には、明確な境界又は縁部を有する（すなわち、従来の分析技術を使用して、一方の領域を別の領域から区別することが可能である）。

【0084】

典型的には、「領域」は、実質的に均一な長さを有する。この文脈における「実質的に均一な長さ」への言及は、その平均値から１０％を超えて逸脱（例えば、最大長と最小長との差）しない長さ、好ましくはその平均値から５％を超えて逸脱しない長さ、より好ましくはその平均値から１％を超えて逸脱しない長さを指す。

【0085】

各「領域」は、実質的に均一な組成を有する（すなわち、領域のある部分とその領域の別の部分とを比較する場合、ウォッシュコートの組成に実質的な差がない）ことが好ましい。この文脈における実質的に均一な組成物とは、領域のある部分を領域の別の部分と比較する場合に、組成の差が、５％以下、通常は２．５％以下、最も一般的には１％以下である材料（例えば、領域）を指す。

【0086】

本明細書で使用される場合、「ゾーン」という用語は、基材の全長の７５％以下の長さなど、基材の全長未満の長さを有する領域を指す。「ゾーン」は、典型的には、基材の全長の少なくとも５％（例えば、５％以上）の長さ（すなわち、実質的に均一な長さ）を有する。

【0087】

基材の全長は、その入口端部とその出口端部と（例えば、基材の両端部）の間の距離である。

【0088】

本明細書で使用される「基材の入口端部に配置されているゾーン」へのいかなる言及も、基材上に配置又は担持されているゾーンであって、基材の入口端部までの方が、基材の出口端部までよりも近い、ゾーンを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわち、その長さの半分での点）は、基材の入口端部までの方が、基材の出口端部までよりも近い。同様に、本明細書で使用される「基材の出口端部に配置されているゾーン」へのいかなる言及も、基材上に配置又は担持されているゾーンであって、基材の出口端部までの方が、基材の入口端部までよりも近い、ゾーンを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわち、その長さの半分での点）は、基材の出口端部までの方が、基材の入口端部までよりも近い。

【0089】

基材がウォールフローフィルタである場合、概して、「基材の入口端部に配置されているゾーン」へのいかなる言及も、基材上に配置又は担持されているゾーンであって、
（ａ）基材の入口チャネルの入口端部（例えば、開いている端部）までの方が、入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部若しくは塞がれた端部）までよりも近い、ゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部若しくは塞がれた端部）までの方が、出口チャネルの出口端部（例えば、開いている端部）までよりも近い、ゾーンを指す。

【0090】

したがって、ゾーンの中点（すなわちその半分の長さでの点）は、（ａ）基材の入口チャネルの入口端部までの方が、入口チャネルの閉じた端部までよりも近く、及び／又は（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部までの方が、出口チャネルの出口端部までよりも近い。

【0091】

同様に、基材がウォールフローフィルタである場合、「基材の出口端部に配置されているゾーン」へのいかなる言及も、基材上に配置又は担持されているゾーンであって、
（ａ）基材の出口チャネルの出口端部（例えば、開いている端部）までの方が、出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部若しくは塞がれた端部）までよりも近い、ゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部若しくは塞がれた端部）までの方が、入口チャネルの入口端部（例えば、開いている端部）までよりも近い、ゾーンを指す。

【0092】

したがって、ゾーンの中点（すなわちその半分の長さでの点）は、（ａ）基材の出口チャネルの出口端部までの方が、出口チャネルの閉じた端部までよりも近い、及び／又は（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部までの方が、入口チャネルの入口端部までよりも近い。

【0093】

ウォッシュコートがウォールフローフィルタのウォールに存在する（すなわち、ゾーンがウォール内のものである）場合、ゾーンは、（ａ）と（ｂ）との両方を満たし得る。

【0094】

「ウォッシュコート」という用語は、当該技術分野において周知であり、通常、触媒の製造中の基材に適用される接着性コーティングを指す。

【0095】

本明細書で使用される場合、頭字語「ＰＧＭ（platinum group metal）」は、「白金族金属」を指す。「白金族金属」という用語は、概して、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、及びＰｔからなる群から選択される金属、好ましくはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、及びＰｔからなる群から選択される金属を指す。概して、「ＰＧＭ」という用語は、好ましくは、Ｒｈ、Ｐｔ、及びＰｄからなる群から選択される金属を指す。

【0096】

本明細書で使用される場合、「混合酸化物」という用語は、概して、当該技術分野において従来的に既知であるように、単相における酸化物の混合物を指す。本明細書で使用される場合、「複合酸化物」という用語は、概して、当該技術分野において従来的に既知であるように、２つ以上の相を有する酸化物の組成物を指す。

【0097】

本明細書で使用される場合、「本質的になる」という表現は、特定の材料又は工程、及び、例えば、微量不純物などの、その特徴の基本特性に実質的に影響を及ぼさない、任意の他の材料又は工程を含むように、特徴の範囲を制限する。「から本質的になる」という表現は、「からなる」という表現を包含する。

【0098】

材料に関して本明細書で使用される場合、「実質的に含まない」という表現は、典型的には、領域、層、又はゾーンの内容物との関連において、材料が少量、例えば、５重量％以下、好ましくは２重量％以下、より好ましくは１重量％以下であることを意味する。「実質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。

【0099】

材料に関して本明細書で使用される場合、「本質的に含まない」という表現は、典型的には、領域、層、又はゾーンの内容との関連において、材料が微量、例えば１重量％以下、好ましくは０．５重量％以下、より好ましくは０．１％重量％以下であることを意味する。「本質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。

【0100】

本明細書で使用される場合、重量％として表されるドーパントの量、特に総量に対するいかなる言及も、担体材料又はその耐火金属酸化物の重量を指す。

【0101】

本明細書で使用する場合、「充填量」という用語は、金属重量基準でのｇ／ｆｔ^３の単位の測定値を指す。

【0102】

以下の実施例は、単に本発明を例示するものである。当業者は、本発明の趣旨及び特許請求の範囲の範囲内にある多くの変形例を認識するであろう。

【実施例】

【0103】

触媒１～８
触媒１～８（表１）を、初期湿潤含浸法によって調製した。粉末形態のＯＳＣ材料（４４．９％のセリア、４８．３％のジルコニア、１．５％のＬａ_２Ｏ_３、５．３％のＮｄ_２Ｏ_３）に、硝酸Ｒｈ溶液、硝酸Ｐｔ溶液、又はこれら２つの組み合わせを含浸させ、次いで１００℃で乾燥させ、６５０℃で２時間焼成した。次いで、表２に提供されたガス濃度を有する摂動ガス混合物中１２０Ｌｈ^－１の流量で、全ての触媒を９５０℃で１６時間水熱エージングした。触媒１～８を、点火試験の前に９５０℃から希薄状態下で停止した。

【0104】

【表1】

【0105】

【表2】

【0106】

実施例１：合成触媒活性試験における点火性能
合成触媒活性試験（Synthetic Catalyst Activity Test、ＳＣＡＴ）デバイスで、触媒１～８を別個に試験した。１０℃／分の速度及び１５００Ｌｇ^－１ｈ^－１の空間速度で１１０℃～５００℃まで、表３に列挙されたガス濃度を有する撹乱ガス流中で、点火性能を試験した。

【0107】

【表3】

【0108】

（表２の条件に従ってエージングした）触媒６～８及び比較触媒１～５のＮＯＴ_４０点火温度を、図４に示す（Ｔ_４０は、変換率が４０％に達するときの温度である）。供給ガスの濃度と触媒の出口でのガスの濃度とを比較することから、ＴＨＣ、ＣＯ、及びＮＯの変換率を計算した。本発明の触媒６～８（Ｒｈ－Ｐｔ二元金属触媒）により、比較触媒２～４（Ｒｈのみの比較触媒）と比較した場合、著しく改善された点火性能が得られ、Ｔ_４０値は４５～１５０℃低かった。比較触媒５は、一元金属Ｐｔの高温の点火を実証しており、二元金属系では、ＰｔがＲｈ触媒を促進すること、すなわち、触媒６～８へのＰｔの少量の添加が、酸素中での９５０℃の冷却後に、より活性なＲｈ状態を維持することを示唆している。更に、触媒６～８は、比較触媒１と比較してＴ_４０を少し改善し、すなわち、最大５０％のＰｔ置換は、０．２％のＲｈのみの性能を改善する。

【0109】

実施例２：シミュレートしたＤＦＳＯ事象下での反応物スリップ性能
比較触媒１及び触媒８を第２のＳＣＡＴデバイスで別々に試験した。触媒を３０秒間の希薄ガス混合物に曝露し、その後５００℃及び１５００Ｌｇ^－１ｈ^－１の空間速度でリッチ反応物条件に迅速に切り替えることによって、いわゆる減速時燃料遮断（deceleration fuel shut off、ＤＦＳＯ）タイプの事象中の触媒活性を評価した（表４を参照されたい）。図５は、触媒上にリッチ反応物ガス混合物を導入した後の最初の３秒間を示す。触媒８では、比較触媒１と比較して、ＣＯ、プロパン、及びＮＯのスリップがｐｐｍ単位で低減している。実施例１と同様に、Ｐｔは、長期間の希薄ガス処理後にＲｈをより活性な状態に維持する。

【0110】

【表4】

【0111】

比較触媒Ａ
第２の触媒領域：
第２の触媒領域は、ＣｅＺｒ混合酸化物、Ｌａ－安定化アルミナ、及び炭酸バリウムのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第２の触媒領域のウォッシュコート充填量は、約２．１ｇ／ｉｎ^３であり、Ｐｄ充填量は、７４ｇ／ｆｔ^３であった。

【0112】

次いで、標準的なコーティング手順を使用して、基材長さの５０％を目標とするコーティングの深さで、セラミック基材の入口面から、このウォッシュコートをコーティングし（６００ｃｐｓｉ、壁厚２．５ミル）、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。

【0113】

第３の触媒領域：
第３の触媒領域は、ＣｅＺｒ混合酸化物、Ｌａ－安定化アルミナ、及び炭酸バリウムのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第３の触媒領域のウォッシュコート充填量は、約２．１ｇ／ｉｎ^３であり、Ｐｄ充填量は、２４ｇ／ｆｔ^３であった。

【0114】

次いで、標準的なコーティング手順を使用して、基材長さの５０％を目標とするコーティングの全深さで、上からの第２の触媒領域を含むセラミック基材の出口面から、ウォッシュコートをコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。

【0115】

第１の触媒領域：
第１の触媒領域は、ＣｅＺｒ混合酸化物上に担持されたＬａ－安定化アルミナ及びＲｈからなる。第１の触媒領域のウォッシュコート充填量は、約１．３ｇ／ｉｎ^３であり、Ｒｈ充填量は、６ｇ／ｆｔ^３であった。

【0116】

次いで、標準的なコーティング手順を使用して、基材長さの１００％を目標とするコーティングの全深さで、上からの第２及び第３の触媒領域を含むセラミック基材の出口面から、ウォッシュコートをコーティングし、１００℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。

【0117】

比較触媒Ａのコーティング順序は、第２の触媒領域、第３の触媒領域、次いで第１の触媒領域である。

【0118】

触媒Ｂ
触媒Ｂは、第１の触媒領域のウォッシュコート充填量が約１．３ｇ／ｉｎ^３であり、Ｒｈ充填量が５ｇ／ｆｔ^３であり、Ｐｔ充填量が１ｇ／ｆｔ^３であったことを除いて、比較触媒Ａと同様の手順に従って調製した。そして、第１の触媒領域におけるＲｈ及びＰｔの両方が、ＣｅＺｒ混合酸化物上に担持されていた。

【0119】

【表5】

【0120】

表５に示されるように、触媒ＢにおけるＰＧＭ充填量を、比較触媒Ａに基づいて修正した。触媒Ｂにおいて、比較触媒Ａの第１の触媒領域における１ｇ／ｆｔ^３のＲｈを、第１の触媒領域における１ｇ／ｆｔ^３のＰｔで置き換えた。これらの触媒設計は、現在のＰＧＭ価格設定及び傾向に基づいて費用効果の高い配合物を提供する。

【0121】

実施例３：車両試験の手順及び結果
１．５リットルエンジンの車両に対して、比較触媒Ａ及び触媒Ｂのベンチエージングした試料を、ＷＬＴＰを用いて試験した。ベンチエージングは、触媒のピークベッド温度が約９８０℃、４モードのエージングサイクルで、同じ２００時間の運転で、６．１Ｌのエンジンで行われる。ベンチエージングした部品に対する車両排気希釈バッグデータ（vehicle exhaust diluted bag data）の結果を、表６に示す。

【0122】

本発明者らの触媒配合物設計に起因するコスト削減に加えて、本発明の触媒Ｂは、比較触媒Ａと比較して、依然として、全ての排出物について同等の性能を示した。

【0123】

【表6】