(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】2024-07-19
(54)【発明の名称】NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒
(51)【国際特許分類】
B01J 29/76 20060101AFI20240711BHJP
B01J 37/02 20060101ALI20240711BHJP
B01J 35/57 20240101ALI20240711BHJP
B01J 29/78 20060101ALI20240711BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20240711BHJP
F01N 3/24 20060101ALI20240711BHJP
F01N 3/08 20060101ALI20240711BHJP
F01N 3/28 20060101ALI20240711BHJP
F01N 3/035 20060101ALI20240711BHJP
【FI】
B01J29/76 A
B01J37/02 301L
B01J35/57 Z ZAB
B01J29/78 A
B01D53/94 222
B01D53/94 228
F01N3/24 E
F01N3/08 A
F01N3/28 301P
F01N3/08 B
F01N3/28 301D
F01N3/28 301G
F01N3/035 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023579163
(86)(22)【出願日】2022-06-29
(85)【翻訳文提出日】2024-01-25
(86)【国際出願番号】 EP2022067857
(87)【国際公開番号】W WO2023275128
(87)【国際公開日】2023-01-05
(32)【優先日】2021-06-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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
【氏名又は名称】江藤 聡明
(74)【代理人】
【識別番号】100167106
【氏名又は名称】倉脇 明子
(74)【代理人】
【識別番号】100194135
【氏名又は名称】山口 修
(74)【代理人】
【識別番号】100206069
【氏名又は名称】稲垣 謙司
(74)【代理人】
【識別番号】100185915
【氏名又は名称】長山 弘典
(72)【発明者】
【氏名】グルバート、ゲルト
(72)【発明者】
【氏名】ニゲバウム、アルネ トビアス
(72)【発明者】
【氏名】エンメズ、エムレ
(72)【発明者】
【氏名】ノイバウアー、トルステン
(72)【発明者】
【氏名】ウェイ、シンイー
(72)【発明者】
【氏名】ホーク、ジェフリー
【テーマコード(参考)】
3G091
3G190
4D148
4G169
【Fターム(参考)】
3G091AA18
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(57)【要約】
本発明は、排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)であって、基材であって、入口端部、出口端部、当該入口端部から当該出口端まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材と、当該基材の内壁の表面上に配置されたNOx吸着剤(NA)コーティングであって、白金族金属、ゼオライト材料、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上を含む、NAコーティングと、ディーゼル酸化触媒(diesel oxidation catalyst、DOC)コーティングであって、非ゼオライト酸化物材料上に担持された白金族金属を含む、DCCコーティングと、を含む、触媒に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)であって、
(i)基材であって、入口端部、出口端部、前記入口端部から前記出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる前記基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材と、
(ii)前記基材(i)の前記内壁の表面上に配置されたNOx吸着剤(NA)コーティングであって、白金族金属、ゼオライト材料、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上を含む、NAコーティングと、
(iii)ディーゼル酸化触媒(DOC)コーティングであって、非ゼオライト酸化物材料上に担持された白金族金属を含む、DOCコーティングと、
を含む、NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)。
【請求項2】
前記NAコーティング(ii)に含まれる前記白金族金属が、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、好ましくはパラジウム、白金、及びロジウムからなる群から選択され、より好ましくはパラジウム及び白金からなる群から選択される、請求項1に記載の触媒。
【請求項3】
前記NAコーティング(ii)に含まれる前記ゼオライト材料が、10員環細孔ゼオライト材料であり、前記10員環細孔ゼオライト材料が、好ましくは、FER、TON、MTT、SZR、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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、FER、TON、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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、FER及びTONからなる群から選択される骨格型を有し、より好ましくは、前記NAコーティング(ii)に含まれる前記10員環細孔ゼオライト材料が、骨格型FERを有する、請求項1又は2に記載の触媒。
【請求項4】
前記NAコーティング(ii)に含まれる前記白金族金属が、パラジウムであり、前記NAコーティング(ii)に含まれる前記ゼオライト材料が、骨格型FER又はTON、好ましくはFERを有する10員環細孔ゼオライト材料である、請求項2又は3に記載の触媒。
【請求項5】
前記NAコーティング(ii)が、アルカリ土類金属を含み、前記アルカリ土類金属が、好ましくはバリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、より好ましくはバリウム、ストロンチウム、マグネシウム、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、より好ましくはバリウム、ストロンチウム、及びそれらのうちの2つ以上の混合物であり、より好ましくはバリウム、又はストロンチウム、又はバリウム及びストロンチウムであり、
前記NAコーティング(ii)が、好ましくは、酸化物として計算して、前記NAコーティング(ii)に含まれる前記ゼオライト材料の重量に基づいて0.5~15重量%の範囲、より好ましくは1~10重量%の範囲、より好ましくは1.5~8重量%の範囲の総量の前記アルカリ土類金属を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項6】
前記NAコーティング(ii)が、マンガンを含み、好ましくは、前記NAコーティング(ii)が、MnO
2として計算して、前記NAコーティング(ii)に含まれる前記ゼオライト材料の重量に基づいて0.25~5重量%の範囲、より好ましくは0.5~3重量%の範囲、より好ましくは0.75~1.5重量%の範囲の量のマンガンを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項7】
前記NAコーティング(ii)が、バリウム及びマンガン、又はストロンチウム及びマンガン、又はバリウム、ストロンチウム、及びマンガンを含む、請求項5又は6に記載の触媒。
【請求項8】
前記NAコーティング(ii)が、アルカリ金属を更に含み、前記アルカリ金属が、好ましくはナトリウム、カリウム、及びリチウムからなる群から選択され、前記アルカリ金属が、好ましくはナトリウムである、請求項6又は7に記載の触媒。
【請求項9】
前記DOCコーティング(iii)に含まれる前記白金族金属が、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、及びルテニウム、並びにそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、好ましくはパラジウム、白金、及びロジウムからなる群から選択され、より好ましくはパラジウム及び白金からなる群から選択され、より好ましくは白金である、請求項1~8のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項10】
前記基材(i)の前記内壁の表面上に配置された前記NAコーティングが、前記基材軸方向長さのx%にわたって、好ましくは前記出口端部から前記入口端部に向かって延び、xが40~100の範囲であり、前記DOCコーティングが、前記基材軸方向長さのy%にわたって、好ましくは前記入口端部から前記出口端部に向かって延び、yが20~100の範囲である、請求項1~9のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項11】
前記DOCコーティング(iii)が単一のコートを有する、請求項1~10のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項12】
前記DOCコーティング(iii)が、
(iii.1)前記白金族金属、好ましくは白金、非ゼオライト酸化物材料、及びゼオライト材料を含む、入口コートと、
(iii.2)前記白金族金属、好ましくは白金、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、出口コートと、
を含み、より好ましくはからなり、
前記入口コート(iii.1)が、(i)による前記基材の前記入口端部から前記出口端部に向かって前記基材軸方向長さのy1%にわたって延び、y1が、20~80の範囲、好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲であり、
前記出口コート(iii.2)が、(i)による前記基材の前記出口端部から前記入口端部に向かって前記基材軸方向長さのy2%にわたって延び、y2が、20~80の範囲、好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲である、請求項1~10のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項13】
前記DOCコーティングが、前記NAコーティング上に配置され、好ましくは、前記DOCコーティングが、前記基材軸方向長さのy%にわたって延び、yが98~100の範囲であり、前記NAコーティングが、前記基材軸方向長さのx%にわたって、より好ましくは前記基材の前記出口端部から前記入口端部に向かって延び、xが98~100の範囲である、請求項1~12のいずれか一項に記載の触媒。
【請求項14】
NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)、好ましくは請求項1~13のいずれか一項に記載のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)を調製するプロセスであって、
(a)水、白金族金属の供給源、ゼオライト材料、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源を含む、第1の混合物を調製することと、
(b)(a)に従って得られた前記第1の混合物を、基材であって、入口端部、出口端部、前記入口端部から前記出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる前記基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材の内壁の表面上に配置し、か焼して、上にNAコーティングを有する基材を得ることと、
(c)水、白金族金属の供給源、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、第2の混合物を調製することと、
(d)(c)に従って得られた前記第2の混合物を、上にNAコーティングを有する前記基材上に配置することと、
(e)(d)に従って得られた前記基材をか焼して、上にNAコーティング及びDOCコーティングを有する基材を得ることと、
を含む、プロセス。
【請求項15】
請求項14に記載のプロセスによって得られた又は得ることができる、NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)。
【請求項16】
NOxの吸着/脱着並びにHC及びCOの変換のための、請求項1~13及び15のいずれか一項に記載のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)の使用。
【請求項17】
排気ガスを処理するための排気処理システムであって、請求項1~13及び15のいずれか一項に記載のNOx吸着剤ディーゼル酸化(NA-DOC)触媒を含み、
選択接触還元触媒(SCR)、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)、及びアンモニア酸化(AMOX)触媒のうちの1つ以上を更に含み、
前記NA-DOC触媒が、好ましくは、選択接触還元触媒(SCR)、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)、及びアンモニア酸化(AMOX)触媒のうちの1つ以上の上流に位置する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒、当該触媒を調製するプロセス、及び当該触媒の使用に関する。更に、本発明は、当該触媒を含む、排気ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車業界では、エンジンからのNOx排出は人間にとって有害であるので、これらの排出を低減することが絶えず必要とされている。したがって、NOx排出の限度を定めた現行の法制に対処することが重要である。したがって、NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒は、選択接触還元触媒と共に使用される。
【0003】
エンジンから出た排気ガスの処理中、パラジウム/ゼオライトをベースとするNA-DOCは、いわゆる「コールドスタート」期間、すなわち、排気ガス流及び排気ガス処理システムが低温(すなわち、150℃未満)であるときの処理プロセスの初めの期間中に高い効率でNOxを吸着する。当該触媒は、更に、下流のSCR触媒がNOxを変換し始めたときにNOxを放出する。例えば、Pd/FERをNOx吸着剤(NOx adsorber、NA)として使用できることが当技術分野で知られている。しかしながら、これらの低温では、排気ガス処理システムは、概して、炭化水素(hydrocarbons、HC)、窒素酸化物(nitrogen oxides、NOx)、及び/又は一酸化炭素(carbon monoxide、CO)排出物を有効に処理するのに十分な触媒活性を示さない。概して、SCR触媒成分などの触媒成分は、200℃を超える温度でNOxをN2に変換するのに非常に有効であるが、コールドスタート又は長期の低速市街地走行中にみられるものなどのより低温領域(<200℃)では十分な活性を示さない。このような問題を克服するために、国際公開第2020/236879(A1)号には、NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒を含むシステムが記載されている。しかしながら、排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NOx adsorber diesel oxidation catalyst、NA-DOC)であって、特に、そのNOx吸着及び/又は脱着特性に関して改善された性能を示す、触媒を提供する必要性が依然として存在する。
【0004】
したがって、本発明の目的は、排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)であって、特に、そのNOx吸着及び/又は脱着特性に関して改善された性能を示し、特に、良好なNOx吸着を維持し、NOx脱着をより高い目標温度まで遅らせることを可能にする、触媒を提供することである。
【0005】
驚くべきことに、本発明によるNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒は、高くかつ耐久性のあるNOx吸着を維持し、NOx脱着をより高い目標温度まで遅らせることを可能にすることが見出された。特に、NOx脱着温度を約200℃から約300℃までより高い温度にシフトさせることが可能になり、それにより、下流のSCR触媒によって変換されるNOxの量をより多くすることが可能になった。
【発明の概要】
【0006】
したがって、本発明は、排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)であって、
(i)基材であって、入口端部、出口端部、当該入口端部から当該出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる当該基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材と、
(ii)当該基材(i)の内壁の表面上に配置されたNOx吸着剤(NA)コーティングであって、白金族金属、ゼオライト材料、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上を含む、NAコーティングと、
(iii)ディーゼル酸化触媒(diesel oxidation catalyst、DOC)コーティングであって、非ゼオライト酸化物材料上に担持された白金族金属を含む、DOCコーティングと、
を含む、触媒に関する。
【0007】
好ましくは、DOCコーティングは、基材軸方向長さのy%にわたって延び、yは20~100の範囲であり、NAコーティングは、基材軸方向長さのx%にわたって、より好ましくは基材の出口端部から入口端部に向かって延び、xは40~100の範囲である。
【0008】
好ましくは、DOCコーティングは、NAコーティング上及び/又は基材軸方向長さの表面上に配置される。
【0009】
好ましくは、NAコーティング(ii)に含まれる白金族金属は、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、より好ましくはパラジウム、白金、及びロジウムからなる群から選択され、より好ましくはパラジウム及び白金からなる群から選択され、より好ましくはパラジウムである。
【0010】
より好ましくは、NAコーティング(ii)に含まれる白金族金属はパラジウムである。より好ましくは、NAコーティング(ii)に含まれる白金族金属はパラジウムであり、NAコーティング(ii)は白金を実質的に含まず、より好ましくは白金を含まない。
【0011】
好ましくは、NAコーティング(ii)は、白金族金属元素として計算して、1~150g/ft3の範囲、より好ましくは5~100g/ft3の範囲、より好ましくは10~90g/ft3の範囲、より好ましくは15~80g/ft3の範囲、より好ましくは15~40g/ft3の範囲、又は、より好ましくは50~80g/ft3の範囲の担持量(loading)の白金族金属を含む。
【0012】
NAコーティング(ii)に含まれる白金族金属は、Pd元素として計算して、1~150g/ft3の範囲、より好ましくは5~100g/ft3の範囲、より好ましくは10~90g/ft3の範囲、より好ましくは15~80g/ft3の範囲、より好ましくは15~40g/ft3の範囲、又は、より好ましくは50~80g/ft3の範囲の担持量で存在するパラジウムであることがより好ましい。
【0013】
NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料に関して、それは10員環細孔ゼオライト材料であることが好ましく、当該10員環細孔ゼオライト材料は、より好ましくはFER、TON、MTT、SZR、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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FER、TON、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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FER及びTONからなる群から選択される骨格型を有する。NAコーティング(ii)に含まれる10員環細孔ゼオライト材料は、骨格型FERを有することがより好ましい。
【0014】
NAコーティング(ii)に含まれる10員環細孔ゼオライト材料の骨格構造の好ましくは95~100重量%、より好ましくは98~100重量%、より好ましくは99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%は、Si、Al、及びOからなる。10員環細孔ゼオライト材料の骨格構造において、モルSiO2:Al2O3として計算されるSiのAlに対するモル比は、より好ましくは2:1~60:1の範囲、より好ましくは2:1~50:1の範囲、より好ましくは5:1~40:1の範囲、より好ましくは10:1~35:1の範囲、より好ましくは15:1~30:1の範囲、より好ましくは18:1~25:1の範囲である。
【0015】
好ましくは、NAコーティング(ii)は、0.5~5g/in3の範囲、より好ましくは1~4g/in3の範囲、より好ましくは1.25~3g/in3の範囲の量のゼオライト材料を含む。
【0016】
好ましくは、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料は、白金族金属を担持する。より好ましくは、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料は、骨格型FER又はTONを有し、白金族金属としてパラジウムを担持する。
【0017】
好ましくは、NAコーティング(ii)はアルカリ土類金属を含み、当該アルカリ土類金属は、より好ましくはバリウム、ストロンチウム、カルシウム、及びマグネシウムからなる群から選択され、より好ましくはバリウム、ストロンチウム、及びマグネシウムからなる群から選択され、より好ましくはバリウム又はストロンチウムである;又は
当該アルカリ土類金属は、バリウム又はストロンチウムであり、より好ましくは、酸化物として計算されるBaの重量の、酸化物として計算されるSrの重量に対する比は、1:1~10:1の範囲、より好ましくは2:1~8:1の範囲、より好ましくは3:1~6:1の範囲である。
【0018】
好ましくは、NAコーティング(ii)のゼオライト材料は、骨格型FER又はTON、より好ましくはFERを有し、NAコーティング(ii)の白金族金属はパラジウムである。より好ましくは、NAコーティング(ii)のゼオライト材料は、骨格型FER又はTON、より好ましくはFERを有し、NAコーティング(ii)の白金族金属はパラジウムであり、NAコーティング(ii)は、上記で規定したアルカリ土類金属を更に含む。
【0019】
本発明の文脈において、NAコーティング(ii)に含まれるアルカリ土類金属は、好ましくは酸化物、カチオン、及び/又は炭酸塩として存在する。
【0020】
NAコーティング(ii)は、酸化物として計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.5~15重量%の範囲、より好ましくは1~10重量%の範囲、より好ましくは1.5~8重量%の範囲の総量のアルカリ土類金属を含むことが好ましい。
【0021】
本発明によれば、NAコーティング(ii)は、パラジウム、10員環細孔ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、及びバリウムを含むことがより好ましい。あるいは、NAコーティング(ii)は、パラジウム、10員環細孔ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、及びストロンチウムを含むことがより好ましい。
【0022】
好ましくは、NAコーティング(ii)は、非ゼオライト酸化物材料を更に含み、当該非ゼオライト酸化物材料は、ジルコニア、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア;Zr、Al、Si、Ti、及びCeのうちの1つ以上を含む混合酸化物;並びにそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、より好ましくはジルコニア、アルミナ、セリア、及びチタニアからなる群から選択され、より好ましくはジルコニア、アルミナ、及びセリアからなる群から選択され、より好ましくはジルコニアである。
【0023】
NAコーティング(ii)は、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて1~30重量%の範囲、より好ましくは2~25重量%の範囲、より好ましくは4~21重量%の範囲、より好ましくは4~8重量%の範囲、又は、より好ましくは18~21重量%の範囲の量の非ゼオライト酸化物材料を含むことが好ましい。
【0024】
好ましくは、NAコーティング(ii)はマンガンを含む。
【0025】
好ましくは、NAコーティング(ii)のゼオライト材料は骨格型FER又はTON、より好ましくはFERを有し、NAコーティング(ii)の白金族金属はパラジウムであり、NAコーティング(ii)はマンガンを更に含む。
【0026】
NAコーティング(ii)は、MnO2として計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.25~5重量%の範囲、より好ましくは0.5~3重量%の範囲、より好ましくは0.75~1.5重量%の範囲の量のマンガンを含むことが好ましい。
【0027】
好ましくは、NAコーティング(ii)はバリウム及びマンガンを含む。
【0028】
あるいは、NAコーティング(ii)は、好ましくはストロンチウム及びマンガンを含む。
【0029】
あるいは、NAコーティング(ii)は、好ましくはバリウム、ストロンチウム、及びマンガンを含む。
【0030】
好ましくは、NAコーティング(ii)のゼオライト材料は、骨格型FER又はTON、より好ましくはFERを有し、NAコーティング(ii)の白金族金属はパラジウムであり、NAコーティング(ii)は、マンガン、並びにアルカリ土類金属、より好ましくはバリウム及びストロンチウムのうちの1つ以上、より好ましくはバリウム、又はストロンチウム、又はバリウム及びストロンチウムを更に含む。
【0031】
好ましくは、NAコーティング(ii)はアルカリ金属を更に含み、当該アルカリ金属は、より好ましくはナトリウム、カリウム、及びリチウムからなる群から選択され、当該アルカリ金属は、より好ましくはナトリウムである。
【0032】
好ましくは、NAコーティング(ii)はマンガン及びナトリウムを含む。
【0033】
好ましくは、NAコーティング(ii)のゼオライト材料は、骨格型FER又はTON、より好ましくはFERを有し、NAコーティング(ii)の白金族金属はパラジウムであり、NAコーティング(ii)は、マンガン及びアルカリ金属、より好ましくはナトリウムを更に含む。
【0034】
好ましくは、NAコーティング(ii)は、酸化物として計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.1~4重量%の範囲、より好ましくは0.25~3重量%の範囲、より好ましくは0.5~2重量%の範囲の量のアルカリ金属を含む。
【0035】
好ましくは、NAコーティング(ii)は、NaOとして計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.1~4重量%の範囲、より好ましくは0.25~3重量%の範囲、より好ましくは0.5~2重量%の範囲、より好ましくは0.5~1重量%の範囲の量のナトリウムを含む。あるいは、NAコーティング(ii)は、好ましくは、K2Oとして計算して、NAコーティング(ii)中に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.1~4重量%の範囲、より好ましくは0.25~3重量%の範囲、より好ましくは0.5~2重量%の範囲、より好ましくは1.2~2重量%の範囲の量のカリウムを含む。
【0036】
本発明の文脈において、NAコーティング(ii)は、Nd、La、Ce、Pr、Sm、Y、及びYbのうちの1つ以上、好ましくはNd及びPrのうちの1つ以上、より好ましくはNdを更に含むことが好ましい。NAコーティング(ii)は、酸化物として計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて2~6重量%の範囲、より好ましくは3~5重量%の範囲、より好ましくは4~5重量%の範囲の量の、Nd、La、Ce、Pr、Sm、Y、及びYbのうちの1つ以上を含むことが好ましい。
【0037】
好ましくは、NAコーティング(ii)は、パラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、バリウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料を含む。より好ましくは、NAコーティング(ii)の99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、より好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、バリウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料からなる。
【0038】
あるいは、好ましくは、NAコーティング(ii)は、パラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、ストロンチウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料を含む。より好ましくは、NAコーティング(ii)の99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、より好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、ストロンチウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料からなる。
【0039】
あるいは、好ましくは、NAコーティング(ii)は、パラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、アルカリ土類金属、より好ましくはバリウム又はストロンチウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料を含む。より好ましくは、NAコーティング(ii)の99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、より好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、アルカリ土類金属、より好ましくはバリウム又はストロンチウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料からなる。
【0040】
あるいは、好ましくは、NAコーティング(ii)は、パラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、バリウム、ストロンチウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料を含む。より好ましくは、NAコーティング(ii)の99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、より好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、バリウム、ストロンチウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料からなる。
【0041】
あるいは、好ましくは、NAコーティング(ii)は、パラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、上記で規定したアルカリ金属、より好ましくはナトリウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料を含む。より好ましくは、NAコーティング(ii)の99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、より好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、上記で規定したアルカリ金属、より好ましくはナトリウム、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料からなる。
【0042】
あるいは、好ましくは、NAコーティング(ii)は、パラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、アルカリ土類金属、より好ましくはバリウム又はストロンチウム、並びにNd、La、Ce、Pr、Sm、Y、及びYbのうちの1つ以上、並びにより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料を含む。より好ましくは、NAコーティング(ii)の99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、より好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、アルカリ土類金属、より好ましくはバリウム又はストロンチウム、並びにNd、La、Ce、Pr、Sm、Y、及びYbのうちの1つ以上、並びにより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料からなる。
【0043】
あるいは、好ましくは、NAコーティング(ii)は、パラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料を含む。より好ましくは、NAコーティング(ii)の99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、より好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、より好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、及びより好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料からなる。
【0044】
本発明の文脈において、DOCコーティング(iii)に含まれる白金族金属は、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、より好ましくはパラジウム、白金、及びロジウムからなる群から選択され、より好ましくはパラジウム及び白金からなる群から選択され、より好ましくは白金であることが好ましい。これに関して、DOCコーティング(iii)に含まれる白金族金属が、好ましくは白金及びパラジウムであることも想定される。
【0045】
好ましくは、DOCコーティング(iii)は、白金族金属元素として計算して、1~150g/ft3の範囲、より好ましくは10~100g/ft3の範囲、より好ましくは20~90g/ft3の範囲、より好ましくは30~80g/ft3の範囲、より好ましくは40~80g/ft3の範囲の担持量の白金族金属成分を含む。
【0046】
好ましくは、DOCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、及びチタニアのうちの1つ以上、より好ましくはアルミナ、シリカ、及びジルコニアのうちの1つ以上、より好ましくはアルミナを含む。
【0047】
より好ましくは、DOCコーティング(iii)中に含まれる非ゼオライト酸化物材料の70~99重量%、より好ましくは80~98重量%、より好ましくは90~97重量%、より好ましくは92~97重量%はアルミナからなる。SiO2として計算して、DOCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の1~30重量%、より好ましくは2~20重量%、より好ましくは3~10重量%、より好ましくは3~8重量%がケイ素からなることがより好ましい。
【0048】
あるいは、好ましくはDOCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の70~99重量%、好ましくは80~98重量%、より好ましくは90~97重量%、より好ましくは92~97重量%がアルミナからなり、より好ましくは、MnO2として計算して、DOCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の1~30重量%、より好ましくは2~20重量%、より好ましくは3~10重量%、より好ましくは3~8重量%がマンガンからなる。
【0049】
好ましくは、DOCコーティング(iii)は、鉄及び銅のうちの1つ以上を含むゼオライト材料、好ましくは鉄を含むゼオライト材料を更に含む。より好ましくは、DOCコーティング(iii)は、Fe2O3として計算して、DOCコーティング(iii)に含まれる鉄を含むゼオライト材料の重量に基づいて1~10重量%の範囲、より好ましくは2~8重量%の範囲、より好ましくは3~5重量%の範囲の量の鉄を含む。
【0050】
あるいは、好ましくは、DOCコーティング(iii)は、H型のゼオライト材料を更に含む。これは、本発明の文脈において、ゼオライト材料がCu又はFeなどの金属とイオン交換していないことを意味する。
【0051】
本発明の文脈において、DOCコーティング(iii)に含まれるゼオライト材料は、12員環細孔ゼオライト材料であることが好ましく、当該ゼオライト材料は、より好ましくは、BEA、MOR、FAU、GME、OFF、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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、BEA、MOR、FAU、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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、BEA及びFAUからなる群から選択される骨格型を有する。DOCコーティング(iii)に含まれる12員環細孔ゼオライト材料は、骨格型BEAを有することがより好ましい。
【0052】
DOCコーティング(iii)に含まれる12員環細孔ゼオライト材料の骨格構造の好ましくは95~100重量%、より好ましくは98~100重量%、より好ましくは99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%は、Si、Al、及びOからなる。DOCコーティング(iii)に含まれる12員環細孔ゼオライト材料の骨格構造において、モルSiO2:Al2O3として計算されるSiのAlに対するモル比は、好ましくは2:1~60:1の範囲、より好ましくは2:1~50:1の範囲、より好ましくは5:1~40:1の範囲、より好ましくは10:1~35:1の範囲、より好ましくは15:1~30:1の範囲、より好ましくは20:1~27:1の範囲である。
【0053】
好ましくは、OCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の、DOCコーティング(iii)に含まれるゼオライト材料に対するD重量比は、1.5:1~10:1の範囲、より好ましくは2:1~8:1の範囲、より好ましくは2.5:1~6:1の範囲、より好ましくは3:1~5:1の範囲である。
【0054】
好ましくは、DOCコーティング(iii)は、0.75~3g/in3の範囲、より好ましくは1~2g/in3の範囲の量の非ゼオライト酸化物材料を含む。
【0055】
好ましくは、基材(i)の内壁の表面上に配置されたNAコーティングは、基材軸方向長さのx%にわたって、より好ましくは出口端部から入口端部に向かって延び、xは40~100の範囲である。
【0056】
xは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であることが好ましい。
【0057】
好ましくは、DOCコーティング(iii)は単一のコートを有する。
【0058】
好ましくは、DOCコーティングは、基材軸方向長さのy%にわたって、より好ましくは基材の入口端部から出口端部に向かって延び、yは20~100の範囲である。
【0059】
yは98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲であることがより好ましい。xは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であり、yは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であることがより好ましい。
【0060】
あるいは、xは40~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲であることが好ましい。
【0061】
yは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲、より好ましくはy=100-xであることが好ましい。xは40~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲であり、yは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲、より好ましくはy=100-xであることがより好ましい。したがって、この構成では、2つのコーティングは、好ましくは重なり合わない。
【0062】
xに関しては、98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲であり、yは20~40の範囲、好ましくは25~35の範囲であることが好ましい。
【0063】
あるいは、xに関しては、40~90の範囲、好ましくは45~80の範囲であることが好ましい。
【0064】
yは50~100の範囲であることが好ましい。xは40~90の範囲、好ましくは45~80の範囲であり、yは50~100の範囲であることがより好ましい。
【0065】
あるいは、DOCコーティングは、出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのy%にわたって延び、yは20~60の範囲、より好ましくは20~40の範囲であることが好ましい。より好ましくは、xは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であり、yは20~60の範囲、より好ましくは20~40の範囲である。この構成では、(i)による基材が加熱されていることがより好ましい。
【0066】
本発明の文脈において、DOCコーティング(iii)は、好ましくは単一のコートを有する。
【0067】
あるいは、DOCコーティング(iii)は、
(iii.1)白金族金属、より好ましくは白金、非ゼオライト酸化物材料、及び上記で規定したゼオライト材料を含む、入口コートと、
(iii.2)白金族金属、より好ましくは白金、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、出口コートと、
を含み、より好ましくはからなり、
当該入口コート(iii.1)は、(i)による基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さのy1%にわたって延び、y1は、20~80の範囲、より好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲であり、
当該出口コート(iii.2)は、(i)による基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのy2%にわたって延び、y2は、20~80の範囲、より好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲であることが好ましい。DOCコーティングは、基材軸方向長さのy%にわたって、より好ましくは入口端部から出口端部に向かって延び、yは、98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であることが好ましい。
【0068】
本発明の文脈において、入口コート及び出口コートは、互いに化学的及び物理的に異なることに留意されたい。実際、これは当業者には明らかであるが、その理由は、両方のコートを同じにすれば、それらを互いに区別することができなくなるためである。
【0069】
好ましくは、入口コート(iii.1)はNAコーティング上に配置され、出口コート(iii.2)はNAコーティング上に配置され、y2はy-y1である。
【0070】
好ましくは、入口コート(iii.1)は、白金に加えてパラジウムを含み、それぞれPt及びPd元素として計算されるPtのPdに対する重量比は、より好ましくは1:1~10:1の範囲、より好ましくは1.1:1~8:1の範囲、より好ましくは1.5:1~4:1の範囲である。
【0071】
好ましくは、入口コート(iii.1)は、Pt元素として計算されるPt担持量の白金と、Pd元素として計算されるPd担持量のパラジウムとを含み、当該Pt担持量と当該Pd担持量との合計は、5~40g/ft3の範囲、より好ましくは10~30g/ft3の範囲である。
【0072】
好ましくは、入口コート(iii.1)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の、入口コート(iii.1)に含まれるゼオライト材料に対する重量比は、0.25:1~4:1の範囲、より好ましくは0.5:1~2:1の範囲、より好ましくは0.75:1~1.5:1の範囲である。
【0073】
好ましくは、出口コート(iii.2)は、Pt元素として計算して、50~100g/ft3の範囲、より好ましくは70~90g/ft3の範囲の担持量の白金を含む。
【0074】
したがって、特定の態様による本発明は、好ましくは、排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)であって、
(i)基材であって、入口端部、出口端部、当該入口端部から当該出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる当該基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材と、
(ii)当該基材(i)の内壁の表面上に配置されたNOx吸着剤(NA)コーティングであって、白金族金属、より好ましくはパラジウム、骨格型FER又はTON、より好ましくはFERを有するゼオライト材料、マンガン、及びアルカリ土類金属、より好ましくはバリウムを含む、NAコーティングと、
(iii)ディーゼル酸化触媒(DOC)コーティングであって、非ゼオライト酸化物材料上に担持された白金族金属を含む、DOCコーティングと、
を含み、当該DOCコーティング(iii)が、
(iii.1)白金族金属、より好ましくは白金を含む、入口コートであって、より好ましくは、白金、非ゼオライト酸化物材料、及び上記で規定したゼオライト材料、より好ましくは骨格型BEAを有するゼオライト材料に加えて、パラジウムが含まれる、入口コートと、
(iii.2)白金族金属、より好ましくは白金、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、出口コートと、
を含み、より好ましくはからなり、
当該入口コート(iii.1)が、(i)による基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さのy1%にわたって延び、y1が、20~80の範囲、より好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲であり、
当該出口コート(iii.2)が、(i)による基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのy2%にわたって延び、y2が、20~80の範囲、より好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲である、触媒に関する。
【0075】
DOCコーティングは、基材軸方向長さのy%にわたって、より好ましくは入口端部から出口端部に向かって延び、yは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であり、NAコーティングは、基材軸方向長さのx%にわたって、より好ましくは入口端部から出口端部に向かって延び、yは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であることがより好ましい。
【0076】
更に、更なる態様による本発明は、好ましくは、排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)であって、
(i)基材であって、入口端部、出口端部、当該入口端部から当該出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる当該基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材と、
(ii)当該基材(i)の内壁の表面上に配置されたNOx吸着剤(NA)コーティングであって、白金族金属、より好ましくはパラジウム、骨格型FER又はTON、より好ましくはFERを有するゼオライト材料を含み、
-マンガン及びアルカリ土類金属若しくはアルカリ金属を更に含み、より好ましくはBa、Sr、若しくはNaに加えてマンガンが使用されるか、又は
-マンガン並びにBa及びSrのうちの1つ以上、より好ましくはMn、Ba、及びSrを更に含み、
-アルカリ土類金属、より好ましくはBa又はSr
を更に含む、NAコーティングと、
(iii)ディーゼル酸化触媒(DOC)コーティングであって、非ゼオライト酸化物材料、より好ましくはアルミナ上に担持された白金族金属、より好ましくは白金を含み、より好ましくは1つの単一コートからなる、DOCコーティングと、
を含む、触媒に関する。
【0077】
DOCコーティングは、基材軸方向長さのy%にわたって、より好ましくは入口端部から出口端部に向かって延び、yは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であり、NAコーティングは、基材軸方向長さのx%にわたって、より好ましくは入口端部から出口端部に向かって延び、yは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であることがより好ましい。
【0078】
更に、更なる態様による本発明は、好ましくは、排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)であって、
(i)基材であって、入口端部、出口端部、当該入口端部から当該出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる当該基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材と、
(ii)当該基材(i)の内壁の表面上に配置されたNOx吸着剤(NA)コーティングであって、白金族金属、より好ましくはパラジウム、骨格型FER又はTON、より好ましくはFERを有するゼオライト材料を含み、
-マンガン、
-マンガン及びアルカリ土類金属、より好ましくはBa、又は
-アルカリ土類金属、より好ましくはBa又はSr
を更に含む、NAコーティングと、
(iii)ディーゼル酸化触媒(DOC)コーティングであって、非ゼオライト酸化物材料上に担持された白金族金属を含む、DOCコーティングと、
を含み、当該DOCコーティング(iii)が、
(iii.1)白金族金属、より好ましくは白金を含む、入口コートであって、より好ましくは、白金、非ゼオライト酸化物材料、及び上記で規定したゼオライト材料、より好ましくは骨格型BEAを有するゼオライト材料に加えて、パラジウムが含まれる、入口コートと、
(iii.2)白金族金属、より好ましくは白金、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、出口コートと、
を含み、より好ましくはからなり、
当該入口コート(iii.1)が、(i)による基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さのy1%にわたって延び、y1が、20~80の範囲、より好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲であり、
当該出口コート(iii.2)が、(i)による基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのy2%にわたって延び、y2が、20~80の範囲、より好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲である、触媒に関する。
【0079】
DOCコーティングは、基材軸方向長さのy%にわたって、より好ましくは入口端部から出口端部に向かって延び、yは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であり、NAコーティングは、基材軸方向長さのx%にわたって、より好ましくは入口端部から出口端部に向かって延び、yは98~100の範囲、より好ましくは99~100の範囲であることがより好ましい。
【0080】
好ましくは、本発明の文脈において、フロースルー基材(i)は、セラミック物質を含み、より好ましくはからなり、当該セラミック物質は、より好ましくは、アルミナ、シリカ、シリケート、アルミノシリケート、より好ましくはコージライト又はムライト、アルミノチタネート、炭化ケイ素、ジルコニア、マグネシア、より好ましくはスピネル、及びチタニアのうちの1つ以上、より好ましくは炭化ケイ素及びコージライトのうちの1つ以上、より好ましくはコージライトを含み、より好ましくはからなる。
【0081】
あるいは、好ましくは、フロースルー基材(i)は、金属物質を含み、より好ましくはからなり、当該金属物質は、より好ましくは、酸素、並びに鉄、クロム、及びアルミニウムのうちの1つ以上を含み、より好ましくはからなる。好ましくは、基材は電気的に加熱されている。
【0082】
好ましくは、本発明の触媒は、基材(i)、NAコーティング(ii)及びDOCコーティング(iii)からなる。
【0083】
本発明は更に、NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)、好ましくは本発明による上記で規定したNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)を調製するプロセスであって、
(a)水、白金族金属の供給源、ゼオライト材料、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源を含む、第1の混合物を調製することと、
(b)(a)に従って得られた当該第1の混合物を、基材であって、入口端部、出口端部、当該入口端部から当該出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材の内壁の表面上に配置し、か焼して、上にNAコーティングを有する基材を得ることと、
(c)水、白金族金属の供給源、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、第2の混合物を調製することと、
(d)(c)に従って得られた当該第2の混合物を、上にNAコーティングを有する当該基材上に配置することと、
(e)(d)に従って得られた基材をか焼して、上にNAコーティング及びDOCコーティングを有する基材を得ることと、
を含む、プロセスに関する。
【0084】
(a)に関しては、
(a.1)ゼオライト材料、より好ましくはアンモニウム形態のゼオライト材料に、白金族金属の供給源、より好ましくはパラジウム源、より好ましくは硝酸パラジウム、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源を混合すること、より好ましくは含浸することと、
(a.2)混合された当該ゼオライト材料を水中に分散させることと、
(a.3)より好ましくは、非ゼオライト酸化物材料の前駆体、より好ましくはジルコニウムの前駆体、より好ましくは酢酸ジルコニウムを添加することと、
を含むことが好ましい。
【0085】
好ましくは、アルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源は、硝酸塩、酢酸塩、及び水酸化物のうちの1つ以上であり、より好ましくは、アルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源は、酢酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化バリウム、硝酸バリウム、硝酸マンガン、酢酸マンガン、及びそれらのうちの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、酢酸ストロンチウム、水酸化バリウム、硝酸バリウム、硝酸マンガン、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択される。
【0086】
好ましくは、(b)において第1の混合物を配置することは、(a)において得られた第1の混合物を、基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのx%にわたって配置することを含み、xは40~100の範囲であり、より好ましくは、xは98~100の範囲であり、より好ましくは99~100の範囲であり、より好ましくは、xは40~90の範囲、より好ましくは45~80の範囲である。
【0087】
好ましくは、(b)によるか焼は、400~800℃の範囲、より好ましくは450~700℃の範囲、より好ましくは550~650℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行われ、当該ガス雰囲気は、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む。
【0088】
好ましくは、(b)によるか焼は、0.5~5時間の範囲、より好ましくは1.5~2.5時間の範囲の持続時間にわたってガス雰囲気中で行われ、当該ガス雰囲気は、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む。
【0089】
好ましくは、(b)によるか焼の前に、コーティングされた基材の乾燥を90~150℃の範囲、より好ましくは100~120℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行い、当該ガス雰囲気は、より好ましくは空気である。
【0090】
好ましくは、(b)によるか焼の前に、コーティングされた基材の乾燥を0.5~4時間の範囲、より好ましくは0.75~2時間の範囲の持続時間にわたってガス雰囲気中で行い、当該ガス雰囲気は、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む。
【0091】
好ましくは、(c)は、
(c.1)好ましくは上記で規定した非ゼオライト酸化物材料に、白金族金属の供給源を混合すること、好ましくは含浸することと、
(c.2)混合された、より好ましくは含浸された非ゼオライト酸化物材料を水中に分散させることと、
を含む。
【0092】
より好ましくは、(c)は、
(c.3)鉄及び銅のうちの1つ以上を含むゼオライト材料、好ましくは鉄を含むゼオライト材料を、(c.2)に従って得られた分散液に混合し、第2の混合物を得ることを更に含み、
当該ゼオライト材料は、好ましくは上記で規定した通りである。
【0093】
好ましくは、(d)において第2の混合物を配置することは、(c)において得られた第2の混合物を基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さのy%にわたって配置することを含み、yは20~100の範囲であり、より好ましくは、yは98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲であるか、又は、yは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲、より好ましくはy=100-xである。(c)で得られた第2の混合物は、好ましくは基材の出口端部から入口端部に向かって配置されることも想定される。
【0094】
好ましくは、(d)において第2の混合物を配置することは、(c)において得られた第2の混合物を、基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さのy1%にわたって配置することを含み、y1は、20~80、より好ましくは30~60、より好ましくは45~55の範囲である。
【0095】
好ましくは、(d)は、(e)によるか焼の前に、
-水、及び白金族金属の供給源、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、第3の混合物を調製することと、
-当該第3の混合物を基材上に、当該基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのy2%にわたって配置することであって、y2が、20~80、より好ましくは30~60、より好ましくは45~55の範囲であり、より好ましくはy2が100-y1であることと、任意選択で乾燥させることと
を更に含む。
【0096】
好ましくは、(e)によるか焼は、400~800℃の範囲、より好ましくは450~700℃の範囲、より好ましくは550~650℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行われ、当該ガス雰囲気は、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む。
【0097】
好ましくは、(e)によるか焼は、0.5~5時間の範囲、より好ましくは1.5~2.5時間の範囲の持続時間にわたってガス雰囲気中で行われ、当該ガス雰囲気は、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む。
【0098】
好ましくは、(e)によるか焼の前に、コーティングされた基材の乾燥を90~150℃の範囲、より好ましくは100~120℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行い、当該ガス雰囲気は、より好ましくは空気である。
【0099】
好ましくは、(e)によるか焼の前に、コーティングされた基材の乾燥を0.5~4時間の範囲、より好ましくは0.75~2時間の範囲の持続時間にわたってガス雰囲気中で行い、当該ガス雰囲気は、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む。
【0100】
好ましくは、プロセスは、(a)、(b)、(c)、(d)、及び(e)からなる。
【0101】
本発明は更に、本発明による上記で規定したプロセスによって得られた又は得ることができる、NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)、好ましくは本発明による上記で規定したNA-DOC触媒に関する。
【0102】
本発明は更に、NOxの吸着/脱着並びにHC及びCOの変換のための、本発明による上記で規定したNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)の使用に関する。
【0103】
本発明は更に、排気ガスを処理するための排気処理システムであって、
本発明による上記で規定したNOx吸着剤ディーゼル酸化(NA-DOC)触媒を含み、
好ましくは、選択接触還元触媒(SCR)、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)、及びアンモニア酸化(AMOX)触媒のうちの1つ以上を更に含み、
当該NA-DOC触媒が、好ましくは、選択接触還元触媒(SCR)、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)、及びアンモニア酸化(AMOX)触媒のうちの1つ以上の上流に位置する、システムに関する。
【0104】
好ましくは、システムは、選択接触還元触媒(SCR)及びアンモニア酸化(AMOX)触媒を更に含み、NA-DOC触媒は、選択接触還元触媒(SCR)の上流に位置し、SCR触媒は、アンモニア酸化(AMOX)触媒の上流に位置し、より好ましくは、NA-DOC触媒とSCR触媒の上流とから出る排気ガス流を処理するための触媒は、排気ガス処理システム内に位置しない。
【0105】
あるいは、好ましくは、システムは、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)及びアンモニア酸化(AMOX)触媒を更に含み、NA-DOC触媒は、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)の上流に位置し、SCRoF触媒は、アンモニア酸化(AMOX)触媒の上流に位置し、より好ましくは、NA-DOC触媒とSCRoF触媒の上流とから出る排気ガス流を処理するための触媒は、排気ガス処理システム内に位置しない。
【0106】
あるいは、好ましくは、システムは、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)、選択接触還元触媒(SCR)、及びアンモニア酸化(AMOX)触媒を更に含み、NA-DOC触媒は、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)の上流に位置し、SCRoF触媒は、SCR触媒の上流に位置し、SCR触媒は、AMOX触媒の上流に位置し、好ましくは、NA-DOC触媒とSCRoF触媒の上流とから出る排気ガス流を処理するための触媒は、排気ガス処理システム内に位置しない。
【0107】
好ましくは、システムは、第1の電気的に加熱された基材を更に含み、NA-DOC触媒は、当該第1の電気的に加熱された基材の下流に位置する。
【0108】
好ましくは、システムは、第2の電気的に加熱された基材を更に含み、NA-DOC触媒は、当該第2の電気的に加熱された基材の下流に位置する。
【0109】
本発明は更に、排気ガスを処理する方法であって、
好ましくは内燃エンジンから、より好ましくはディーゼルエンジンから排気ガスを提供することと、
当該排気ガスを、本発明による上記で規定したNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒と接触させることと、
を含む、方法に関する。
【0110】
本発明は更に、以下の一連の実施形態、並びに指定される従属関係及び後方参照から得られる実施形態の組み合わせによって説明される。特に、本発明の文脈では、実施形態の範囲に言及される各例では、例えば、「実施形態1~5のいずれか1つに記載の触媒」などの用語の文脈において、この範囲の全ての実施形態が当業者に明示的に開示されることを意味し、すなわち、この用語の表現は、当業者によって「実施形態1、2、3、4、及び5のいずれか1つに記載の触媒」と同義であると理解されることに留意されたい。更に、以下の一連の実施形態は、保護の及ぶ範囲を確定する一連の特許請求の範囲ではなく、本発明の全般的な態様及び好ましい態様を対象とする説明の適切に構造化された部分を表すことに明確に留意されたい。これは、第2の一連の実施形態にも同様に適用可能であることに留意されたい。
【0111】
1.排気ガスを処理するためのNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)であって、
(i)基材であって、入口端部、出口端部、当該入口端部から当該出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる当該基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材と、
(ii)当該基材(i)の内壁の表面上に配置されたNOx吸着剤(NA)コーティングであって、白金族金属、ゼオライト材料、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上を含む、NAコーティングと、
(iii)ディーゼル酸化触媒(DOC)コーティングであって、非ゼオライト酸化物材料上に担持された白金族金属を含む、DOCコーティングと、
を含む、触媒。
2.NAコーティング(ii)に含まれる白金族金属が、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、好ましくはパラジウム、白金、及びロジウムからなる群から選択され、より好ましくはパラジウム及び白金からなる群から選択され、より好ましくはパラジウムである、実施形態1に記載の触媒。
3.NAコーティング(ii)が、白金族金属元素として計算して、1~150g/ft3の範囲、好ましくは5~100g/ft3の範囲、より好ましくは10~90g/ft3の範囲、より好ましくは15~80g/ft3の範囲、より好ましくは15~40g/ft3の範囲、又は、より好ましくは50~80g/ft3の範囲の担持量の白金族金属を含む、実施形態1又は2に記載の触媒。
4.NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料が、10員環細孔ゼオライト材料であり、当該10員環細孔ゼオライト材料が、好ましくは、FER、TON、MTT、SZR、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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、FER、TON、MFI、MWW、AEL、HEU、AFO、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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、FER及びTONからなる群から選択される骨格型を有し、より好ましくは、当該NAコーティング(ii)に含まれる10員環細孔ゼオライト材料が、骨格型FERを有する、実施形態1~3のいずれか1つに記載の触媒。
5.NAコーティング(ii)に含まれる10員環細孔ゼオライト材料の骨格構造の95~100重量%、好ましくは98~100重量%、より好ましくは99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%が、Si、Al、及びOからなり、骨格構造において、モルSiO2:Al2O3として計算されるSiのAlに対するモル比が、より好ましくは2:1~60:1の範囲、より好ましくは2:1~50:1の範囲、より好ましくは5:1~40:1の範囲、より好ましくは10:1~35:1の範囲、より好ましくは15:1~30:1の範囲、より好ましくは18:1~25:1の範囲である、実施形態4に記載の触媒。
6.NAコーティング(ii)が、0.5~5g/in3の範囲、好ましくは1~4g/in3の範囲、より好ましくは1.25~3g/in3の範囲の量のゼオライト材料を含む、実施形態1~5のいずれか1つに記載の触媒。
7.NAコーティング(ii)がアルカリ土類金属を含み、当該アルカリ土類金属が、好ましくはバリウム、ストロンチウム、カルシウム、及びマグネシウムからなる群から選択され、より好ましくはバリウム、ストロンチウム、及びマグネシウムからなる群から選択され、より好ましくはバリウム又はストロンチウムである、又は
当該アルカリ土類金属が、バリウム又はストロンチウムであり、より好ましくは、酸化物として計算されるBaの重量の、酸化物として計算されるSrの重量に対する比が、1:1~10:1の範囲、より好ましくは2:1~8:1の範囲、より好ましくは3:1~6:1の範囲である、実施形態1~6のいずれか1つに記載の触媒。
8.NAコーティング(ii)が、酸化物として計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.5~15重量%の範囲、好ましくは1~10重量%の範囲、より好ましくは1.5~8重量%の範囲の総量のアルカリ土類金属を含む、実施形態1~7のいずれか1つに記載の触媒。
9.NAコーティング(ii)が、非ゼオライト酸化物材料を更に含み、当該非ゼオライト酸化物材料が、ジルコニア、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア;Zr、Al、Si、Ti、及びCeのうちの1つ以上を含む混合酸化物;並びにそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、好ましくはジルコニア、アルミナ、セリア、及びチタニアからなる群から選択され、より好ましくはジルコニア、アルミナ、及びセリアからなる群から選択され、より好ましくはジルコニアである、実施形態1~8のいずれか1つに記載の触媒。
10.NAコーティング(ii)が、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて1~30重量%の範囲、好ましくは2~25重量%の範囲、より好ましくは4~21重量%の範囲の量の非ゼオライト酸化物材料を含む、実施形態10に記載の触媒。
11.NAコーティング(ii)がマンガンを含み、好ましくは、当該NAコーティング(ii)が、MnO2として計算して、当該NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.25~5重量%の範囲、より好ましくは0.5~3重量%の範囲、より好ましくは0.75~1.5重量%の範囲の量のマンガンを含む、実施形態1~10のいずれか1つに記載の触媒。
12.NAコーティング(ii)がバリウム及びマンガンを含む、実施形態7~11のいずれか1つに記載の触媒。
13.NAコーティング(ii)がストロンチウム及びマンガンを含む、実施形態7~11のいずれか1つに記載の触媒。
14.NAコーティング(ii)がアルカリ金属を更に含み、当該アルカリ金属が、好ましくはナトリウム、カリウム、及びリチウムからなる群から選択され、当該アルカリ金属が、好ましくはナトリウムである、実施形態11~13のいずれか1つに記載の触媒。
15.NAコーティング(ii)が、酸化物として計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.1~4重量%の範囲、より好ましくは0.25~3重量%の範囲、より好ましくは0.5~2重量%の範囲の量のアルカリ金属を含み、
好ましくは、NAコーティング(ii)が、NaOとして計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.1~4重量%の範囲、より好ましくは0.25~3重量%の範囲、より好ましくは0.5~2重量%の範囲、より好ましくは0.5~1重量%の範囲の量のナトリウムを含み、又は
好ましくは、NAコーティング(ii)が、K2Oとして計算して、NAコーティング(ii)中に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて0.1~4重量%の範囲、より好ましくは0.25~3重量%の範囲、より好ましくは0.5~2重量%の範囲、より好ましくは1.2~2重量%の範囲の量のカリウムを含む、実施形態14に記載の触媒。
16.NAコーティング(ii)が、Nd、La、Ce、Pr、Sm、Y、及びYbのうちの1つ以上、好ましくはNd及びPrのうちの1つ以上、より好ましくはNdを更に含み、
好ましくは、当該NAコーティング(ii)が、酸化物として計算して、NAコーティング(ii)に含まれるゼオライト材料の重量に基づいて2~6重量%の範囲、より好ましくは3~5重量%の範囲、より好ましくは4~5重量%の範囲の量の、Nd、La、Ce、Pr、Sm、Y、及びYbのうちの1つ以上を含む、実施形態1~10のいずれか1つに記載の触媒。
17.NAコーティング(ii)の99~100重量%、好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、バリウム、及び好ましくは実施形態9又は10に記載の非ゼオライト酸化物材料からなる、実施形態1~10のいずれか1つに記載の触媒。
18.NAコーティング(ii)の99~100重量%、好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、ストロンチウム、及び好ましくは実施形態9又は10に記載の非ゼオライト酸化物材料からなる、実施形態1~10のいずれか1つに記載の触媒。
19.NAコーティング(ii)の99~100重量%、好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、アルカリ土類金属、好ましくはバリウム若しくはストロンチウム、及び好ましくは実施形態9若しくは10に記載の非ゼオライト酸化物材料からなる;又は
NAコーティング(ii)の99~100重量%、好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、バリウム、ストロンチウム、及び好ましくは実施形態9若しくは10に記載の非ゼオライト酸化物材料からなる、実施形態1~13のいずれか1つに記載の触媒。
20.NAコーティング(ii)の99~100重量%、好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、実施形態14又は15に記載のアルカリ金属、好ましくはナトリウム、及び好ましくは実施形態9又は10に記載の非ゼオライト酸化物材料からなる、実施形態1~11のいずれか1つに記載の触媒。
21.NAコーティング(ii)の99~100重量%、好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、アルカリ土類金属、好ましくはバリウム若しくはストロンチウム、並びにNd、La、Ce、Pr、Sm、Y、及びYbのうちの1つ以上、並びに好ましくは実施形態9若しくは10に記載の非ゼオライト酸化物材料からなる;又は
NAコーティング(ii)の99~100重量%、好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、バリウム、ストロンチウム、並びにNd、La、Ce、Pr、Sm、Y、及びYbのうちの1つ以上、並びに好ましくは実施形態9若しくは10に記載の非ゼオライト酸化物材料からなる、実施形態1~8及び13のいずれか1つに記載の触媒。
22.NAコーティング(ii)の99~100重量%、好ましくは99.5~100重量%、より好ましくは99.9~100重量%が、白金族金属、好ましくはパラジウム、ゼオライト材料、好ましくは骨格型FERを有するゼオライト材料、マンガン、及び好ましくは実施形態9又は10に記載の非ゼオライト酸化物材料からなる、実施形態1~11のいずれか1つに記載の触媒。
23.DOCコーティング(iii)に含まれる白金族金属が、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択され、好ましくはパラジウム、白金、及びロジウムからなる群から選択され、より好ましくはパラジウム及び白金からなる群から選択され、より好ましくは白金である、実施形態1~22のいずれか1つに記載の触媒。
24.DOCコーティング(iii)が、白金族金属元素として計算して、1~150g/ft3の範囲、好ましくは10~100g/ft3の範囲、より好ましくは20~90g/ft3の範囲、より好ましくは30~80g/ft3の範囲、より好ましくは40~80g/ft3の範囲の担持量の白金族金属成分を含む、実施形態1~23のいずれか1つに記載の触媒。
25.DOCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料が、アルミナ、シリカ、ジルコニア、及びチタニアのうちの1つ以上、好ましくはアルミナ、シリカ、及びジルコニアのうちの1つ以上、より好ましくはアルミナを含む、実施形態1~24のいずれか1つに記載の触媒。
26.DOCコーティング(iii)中に含まれる非ゼオライト酸化物材料の70~99重量%、好ましくは80~98重量%、より好ましくは90~97重量%、より好ましくは92~97重量%がアルミナからなり、
好ましくは、SiO2として計算して、DOCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の1~30重量%、より好ましくは2~20重量%、より好ましくは3~10重量%、より好ましくは3~8重量%がケイ素からなる、実施形態25に記載の触媒。
27.DOCコーティング(iii)中に含まれる非ゼオライト酸化物材料の70~99重量%、好ましくは80~98重量%、より好ましくは90~97重量%、より好ましくは92~97重量%がアルミナからなり、
好ましくは、MnO2として計算して、DOCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の1~30重量%、より好ましくは2~20重量%、より好ましくは3~10重量%、より好ましくは3~8重量%がマンガンからなる、実施形態26に記載の触媒。
28.DOCコーティング(iii)が、鉄及び銅のうちの1つ以上を含むゼオライト材料、好ましくは鉄を含むゼオライト材料を更に含み、
DOCコーティング(iii)が、Fe2O3として計算して、DOCコーティング(iii)に含まれる鉄を含むゼオライト材料の重量に基づいて1~10重量%の範囲、より好ましくは2~8重量%の範囲、より好ましくは3~5重量%の範囲の量の鉄を含む、実施形態1~27のいずれか1つに記載の触媒。
29.DOCコーティング(iii)に含まれるゼオライト材料が12員環細孔ゼオライト材料であり、当該ゼオライト材料が、好ましくはBEA、MOR、FAU、GME、OFF、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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BEA、MOR、FAU、それらのうちの2つ以上の混合物、及びそれらのうちの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BEA及びFAUからなる群から選択される骨格型を有し、より好ましくは、DOCコーティング(iii)に含まれる12員環細孔ゼオライト材料が骨格型BEAを有する、実施形態28に記載の触媒。
30.DOCコーティング(iiI)に含まれる12員環細孔ゼオライト材料の骨格構造の95~100重量%、好ましくは98~100重量%、より好ましくは99~100重量%、より好ましくは99.5~100重量%が、Si、Al、及びOからなり、骨格構造において、モルSiO2:Al2O3として計算されるSiのAlに対するモル比が、より好ましくは2:1~60:1の範囲、より好ましくは2:1~50:1の範囲、より好ましくは5:1~40:1の範囲、より好ましくは10:1~35:1の範囲、より好ましくは15:1~30:1の範囲、より好ましくは20:1~27:1の範囲である、実施形態29に記載の触媒。
31.基材(i)の内壁の表面上に配置されたNAコーティングが、基材軸方向長さのx%にわたって、好ましくは出口端部から入口端部に向かって延び、xが40~100の範囲である、実施形態1~30のいずれか1つに記載の触媒。
32.DOCコーティングが、基材軸方向長さのy%にわたって入口端部から出口端部に向かって延び、yが20~100の範囲である、実施形態1~31のいずれか1つに記載の触媒。
33.実施形態34に従属する限り、xが、98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲である、実施形態32に記載の触媒。
34.実施形態34に従属する限り、yが98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲である、実施形態32又は33に記載の触媒。
35.DOCコーティング(iii)が単一のコートを有する、実施形態1~34のいずれか1つに記載の触媒。
36.DOCコーティング(iii)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の、DOCコーティング(iii)に含まれるゼオライト材料に対する重量比が、1.5:1~10:1の範囲、好ましくは2:1~8:1の範囲、より好ましくは2.5:1~6:1の範囲、より好ましくは3:1~5:1の範囲である、実施形態35に記載の触媒。
37.DOCコーティング(iii)が、0.75~3g/in3の範囲、好ましくは1~2g/in3の範囲の量の非ゼオライト酸化物材料を含む、実施形態35又は36に記載の触媒。
38.DOCコーティング(iii)が、
(iii.1)白金族金属、好ましくは白金、非ゼオライト酸化物材料、及び実施形態28~30のいずれか1つに記載のゼオライト材料を含む、入口コートと、
(iii.2)白金族金属、好ましくは白金、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、出口コートと、
を含み、より好ましくはからなり、
当該入口コート(iii.1)が、(i)による基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さのy1%にわたって延び、y1が、20~80の範囲、好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲であり、
当該出口コート(iii.2)が、(i)による基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのy2%にわたって延び、y2が、20~80の範囲、好ましくは30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲である、実施形態1~34のいずれか1つに記載の触媒。
39.入口コート(iii.1)がNAコーティング上に配置され、
出口コート(iii.2)がNAコーティング上に配置され、y2がy-y1である、実施形態35又は37に従属する範囲の、実施形態38に記載の触媒。
40.入口コート(iii.1)が、白金に加えてパラジウムを含み、それぞれPt及びPd元素として計算されるPtのPdに対する重量比が、好ましくは1:1~10:1の範囲、より好ましくは1.1:1~8:1の範囲、より好ましくは1.5:1~4:1の範囲である、実施形態38又は39に記載の触媒。
41.入口コート(iii.1)が、Pt元素として計算されるPt担持量の白金と、Pd元素として計算されるPd担持量のパラジウムとを含み、Pt担持量とPd担持量との合計が、5~40g/ft3の範囲、好ましくは10~30g/ft3の範囲である、実施形態40に記載の触媒。
42.入口コート(iii.1)に含まれる非ゼオライト酸化物材料の、入口コート(iii.1)に含まれるゼオライト材料に対する重量比が、0.25:1~4:1の範囲、好ましくは0.5:1~2:1の範囲、より好ましくは0.75:1~1.5:1の範囲である、実施形態38~41のいずれか1つに記載の触媒。
43.出口コート(iii.2)が、Pt元素として計算して、50~100g/ft3の範囲、好ましくは70~90g/ft3の範囲の担持量の白金を含む、実施形態38~42のいずれか1つに記載の触媒。
44.xが、40~60の範囲、好ましくは45~55の範囲である、実施形態31に従属する範囲の、実施形態32に記載の触媒。
45.yが30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲、より好ましくはy=100-xである、実施形態31に従属する範囲の、実施形態32又は44に記載の触媒。
46.xが、98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲であり、yが、20~40の範囲、好ましくは25~35の範囲である、実施形態31に従属する範囲の、実施形態32に記載の触媒。
47.xが、40~90の範囲、好ましくは45~80の範囲である、実施形態31に従属する範囲の、実施形態32に記載の触媒。
48.yが、50~100の範囲である、実施形態34に従属する範囲の、実施形態32又は47に記載の触媒。
49.DOCコーティングが、基材軸方向長さのy%にわたって出口端部から入口端部に向かって延び、yが20~60の範囲、好ましくは20~40の範囲であり、
好ましくは、xが98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲であり、yが20~60の範囲、好ましくは20~40の範囲である、実施形態1~32及び35~37のいずれか1つに記載の触媒。
50.基材(i)が、フロースルー基材又はウォールフローフィルタ基材、好ましくはフロースルー基材である、実施形態1~49のいずれか1つに記載の触媒。
51.フロースルー基材(i)が、セラミック材料を含み、好ましくはからなり、当該セラミック材料が、アルミナ、シリカ、シリケート、アルミノシリケート、好ましくはコージライト又はムライト、アルミノチタネート、炭化ケイ素、ジルコニア、マグネシア、好ましくはスピネル、及びチタニアのうちの1つ以上、より好ましくは炭化ケイ素及びコージライトのうちの1つ以上、より好ましくはコージライトを含み、より好ましくはからなり、又は
フロースルー基材(i)が、金属物質を含み、好ましくはからなり、当該金属物質が、好ましくは、酸素と、鉄、クロム、及びアルミニウムのうちの1つ以上とを含み、より好ましくはからなり、
当該基材が、好ましくは電気的に加熱されている、実施形態50に記載の触媒。
52.基材(i)、NAコーティング(ii)、及びDOCコーティング(iii)からなる、実施形態1~51のいずれか1つに記載の触媒。
53.好ましくは実施形態1~52のいずれか1つに記載のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)を調製するプロセスであって、
(a)水、白金族金属の供給源、ゼオライト材料、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源を含む、第1の混合物を調製することと、
(b)(a)に従って得られた当該第1の混合物を、基材であって、入口端部、出口端部、当該入口端部から当該出口端部まで延びる基材軸方向長さ、及びそれを通して延びる基材の内壁によって画定される複数の通路を備える、基材の内壁の表面上に配置し、か焼して、上にNAコーティングを有する基材を得ることと、
(c)水、白金族金属の供給源、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、第2の混合物を調製することと、
(d)(c)に従って得られた当該第2の混合物を、上にNAコーティングを有する当該基材上に配置することと、
(e)(d)に従って得られた基材をか焼して、上にNAコーティング及びDOCコーティングを有する基材を得ることと、
を含む、プロセス。
54.(a)が、
(a.1)ゼオライト材料、好ましくはアンモニウム形態のゼオライト材料に、白金族金属の供給源、好ましくはパラジウム源、より好ましくは硝酸パラジウム、並びにアルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源を混合すること、好ましくは含浸することと、
(a.2)混合された当該ゼオライト材料を水中に分散させることと、
(a.3)好ましくは、非ゼオライト酸化物材料の前駆体、より好ましくはジルコニウムの前駆体、より好ましくは酢酸ジルコニウムを添加することと、
を含む、実施形態53に記載のプロセス。
55.アルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源が、硝酸塩、酢酸塩、及び水酸化物のうちの1つ以上であり、好ましくは、アルカリ土類金属及びマンガンのうちの1つ以上の供給源が、酢酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化バリウム、硝酸バリウム、硝酸マンガン、酢酸マンガン、及びそれらのうちの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、酢酸ストロンチウム、水酸化バリウム、硝酸バリウム、硝酸マンガン、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択される、実施形態53又は54に記載のプロセス。
56.(b)において第1の混合物を配置することが、(a)において得られた第1の混合物を、基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのx%にわたって配置することを含み、xが98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲であり、又はxが、40~90の範囲、好ましくは45~80の範囲である、実施形態53~55のいずれか1つに記載のプロセス。
57.(b)によるか焼が、400~800℃の範囲、好ましくは450~700℃の範囲、より好ましくは550~650℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行われ、当該ガス雰囲気は、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む、実施形態53~56のいずれか1つに記載のプロセス。
58.(b)によるか焼が、0.5~5時間の範囲、好ましくは1.5~2.5時間の範囲の持続時間にわたってガス雰囲気中で行われ、当該ガス雰囲気が、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む、実施形態53~57のいずれか1つに記載のプロセス。
59.(b)によるか焼の前に、コーティングされた基材の乾燥を90~150℃の範囲、好ましくは100~120℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行い、当該ガス雰囲気がより好ましくは空気である、実施形態53~58のいずれか1つに記載のプロセス。
60.(b)によるか焼の前に、コーティングされた基材の乾燥を0.5~4時間の範囲、好ましくは0.75~2時間の範囲の持続時間にわたってガス雰囲気中で行い、当該ガス雰囲気が、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む、実施形態53~59のいずれか1つに記載のプロセス。
61.(c)が、
(c.1)好ましくは実施形態25~27のいずれか1つに記載の非ゼオライト酸化物材料に、白金族金属の供給源を混合すること、好ましくは含浸することと、
(c.2)混合された、好ましくは含浸された非ゼオライト酸化物材料を水中に分散させることと、
を含む、実施形態53~60のいずれか1つに記載のプロセス。
62.(c)が、
(c.3)鉄及び銅のうちの1つ以上を含むゼオライト材料、好ましくは鉄を含むゼオライト材料を、(c.2)に従って得られた分散液に混合し、第2の混合物を得ることを更に含み、
当該ゼオライト材料は、好ましくは実施形態29又は30に記載の通りである、実施形態61に記載のプロセス。
63.(d)において第2の混合物を配置することが、(c)において得られた第2の混合物を、基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さのy%にわたって配置することを含み、yが98~100の範囲、好ましくは99~100の範囲であるか、又はyが30~60の範囲、より好ましくは45~55の範囲、より好ましくはy=100-xである、実施形態53~62のいずれか1つに記載のプロセス。
64.(d)において第2の混合物を配置することが、(c)において得られた第2の混合物を、基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さのy1%にわたって配置することを含み、y1が、20~80、好ましくは30~60、より好ましくは45~55の範囲である、実施形態53~63のいずれか1つに記載のプロセス。
65.(d)が、(e)によるか焼の前に、
水、及び白金族金属の供給源、及び非ゼオライト酸化物材料を含む、第3の混合物を調製することと、
当該第3の混合物を、基材上に、当該基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さのy2%にわたって配置することであって、y2が、20~80、好ましくは30~60、より好ましくは45~55の範囲であり、より好ましくはy2が100-y1である、ことと、任意選択で乾燥させることと、
を更に含む、実施形態64に記載のプロセス。
66.(e)によるか焼が、400~800℃の範囲、好ましくは450~700℃の範囲、より好ましくは550~650℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行われ、当該ガス雰囲気が、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む、実施形態53~65のいずれか1つに記載のプロセス。
67.(e)によるか焼が、0.5~5時間の範囲、好ましくは1.5~2.5時間の範囲の持続時間にわたってガス雰囲気中で行われ、当該ガス雰囲気が、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む、実施形態53~66のいずれか1つに記載のプロセス。
68.(e)によるか焼の前に、コーティングされた基材の乾燥を90~150℃の範囲、好ましくは100~120℃の範囲の温度を有するガス雰囲気中で行い、当該ガス雰囲気がより好ましくは空気である、実施形態53~67のいずれか1つに記載のプロセス。
69.(e)によるか焼の前に、コーティングされた基材の乾燥を0.5~4時間の範囲、好ましくは0.75~2時間の範囲の持続時間にわたってガス雰囲気中で行い、当該ガス雰囲気が、より好ましくは酸素及び窒素のうちの1つ以上、より好ましくは空気を含む、実施形態53~68のいずれか1つに記載のプロセス。
70.(a)、(b)、(c)、(d)、及び(e)からなる、実施形態53~69のいずれか1つに記載のプロセス。
71.実施形態53~70のいずれか1つに記載のプロセスによって得られた又は得ることができる、NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)。
72.NOxの吸着/脱着並びにHC及びCOの変換のための、実施形態1~52及び71のいずれか1つに記載のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒(NA-DOC)の使用。
73.排気ガスを処理するための排気処理システムであって、
実施形態1~52及び71のいずれか1つに記載のNOx吸着剤ディーゼル酸化(NA-DOC)触媒、
好ましくは、選択接触還元触媒(SCR)、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)、及びアンモニア酸化(AMOX)触媒のうちの1つ以上を更に含み、
当該NA-DOC触媒が、好ましくは、選択接触還元触媒(SCR)、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)、及びアンモニア酸化(AMOX)触媒のうちの1つ以上の上流に位置する、システム。
74.選択接触還元触媒(SCR)及びアンモニア酸化(AMOX)触媒を更に含み、NA-DOC触媒が、選択接触還元触媒(SCR)の上流に位置し、SCR触媒が、アンモニア酸化(AMOX)触媒の上流に位置し、好ましくは、NA-DOC触媒とSCR触媒の上流とから出る排気ガス流を処理するための触媒が、排気ガス処理システム内に位置しない、実施形態73に記載のシステム。
75.フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)及びアンモニア酸化(AMOX)触媒を更に含み、NA-DOC触媒が、フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)の上流に位置し、SCRoF触媒が、アンモニア酸化(AMOX)触媒の上流に位置し、好ましくは、NA-DOC触媒とSCRoF触媒の上流とから出る排気ガス流を処理するための触媒が、排気ガス処理システム内に位置しない、実施形態73に記載のシステム。
76.フィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)、選択接触還元触媒(SCR)、及びアンモニア酸化(AMOX)触媒を更に含み、NA-DOC触媒がフィルタ上選択接触還元触媒(SCRoF)の上流に位置し、SCRoF触媒がSCR触媒の上流に位置し、SCR触媒がAMOX触媒の上流に位置し、好ましくはNA-DOC触媒とSCRoF触媒の上流とから出る排気ガス流を処理するための触媒が、排気ガス処理システム内に位置しない、実施形態73に記載のシステム。
77.第1の電気的に加熱された基材を更に含み、NA-DOC触媒が、当該第1の電気的に加熱された基材の下流に位置する、実施形態73に記載のシステム。
78.第2の電気的に加熱された基材を更に含み、NA-DOC触媒が、当該第2の電気的に加熱された基材の下流に位置する、実施形態77に記載のシステム。
79.排気ガスを処理する方法であって、
好ましくは内燃エンジンから、より好ましくはディーゼルエンジンから排気ガスを提供することと、
当該排気ガスを、実施形態1~52及び71のいずれか1つに記載のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒と接触させることと、
を含む、方法。
【0112】
本発明の文脈において、「所与の成分/コーティングの担持量(loading)」(g/in3又はg/ft3で表される)という用語は、基材の体積当たりの当該成分/コーティングの質量を指し、当該基材の体積は、基材の断面積に当該成分/コーティングが存在する基材の軸方向長さを乗じたものによって定義される体積である。
【0113】
例えば、基材の軸方向長さのx%にわたって延び、Xg/in3の担持量を有するコーティングの担持量に言及する場合、当該担持量は、基材全体の体積のx%(in3)当たりのコーティングがXグラムであることを指す。
【0114】
更に、本発明の文脈において、「内壁の表面」という用語は、壁の「裸の」又は「むき出しの」又は「ブランクの」表面、すなわち、表面に混入し得るあらゆる不可避の不純物は別として、壁の材料からなる未処理状態の壁の表面であると理解される。
【0115】
更に、本発明の文脈において、「XはA、B、及びCのうちの1つ以上である」という用語(Xは所与の特徴であり、A、B、及びCの各々は当該特徴の具体的な具現化例を表す)は、Xが、A、又はB、又はC、又はA及びB、又はA及びC、又はB及びC、又はA及びB及びCのいずれかであることを開示していると理解される。これに関して、当業者は、上記の抽象的な用語を具体的な実例に変換することができ、例えば、Xが化学元素であり、A、B、及びCがLi、Na、及びKなどの具体的な元素であったり、又はXが温度であり、A、B、及びCが10℃、20℃、及び30℃などの具体的な温度であったりすることに留意されたい。この点に関して、当業者は、上記の用語を、例えばXがA、又はB、又はA及びBのいずれかであることを開示する「XはA及びBのうちの1つ以上である」など、上記特徴の具体的な具現化例をより少なくしたり、例えばXがA、又はB、又はC、又はD、又はA及びB、又はA及びC、又はA及びD、又はB及びC、又はB及びD、又はC及びD、又はA及びB及びC、又はA及びB及びD、又はB及びC及びD、又はA及びB及びC及びDのいずれかであることを開示する「XはA、B、C及びDのうちの1つ以上である」など、上記特徴の具体的な具現化例をより多くしたりすることができることに更に留意されたい。
【0116】
本発明の文脈において、NAコーティングでのアルカリ土類金属は、好ましくは、酸化物、カチオン、及び/又は炭酸塩として存在する。
【0117】
本発明を以下の実施例によって更に説明する。
【実施例】
【0118】
参考例1
1.1 粒径分布、Dv10、Dv50、Dv90値の決定
粒径分布は、Sympatec HELOS装置を使用して静的光散乱法によって求め、試料の光学濃度は5~10%の範囲であった。
【0119】
1.2 BET比表面積の測定
BET比表面積は、液体窒素を使用してDIN 66131又はDIN ISO 9277に従って求めた。
【0120】
1.3 結晶化度の決定
ゼオライトの相対結晶化度の決定は、ASTMの触媒に関する委員会D32、特にゼオライトに関する小委員会32.05の管轄下における試験方法を使用してX線回折によって行った。現行版は、2001年3月10日に承認され、2001年5月に公開され、当初はD 5758-95として公開された。
【0121】
1.4 総細孔体積の決定
総細孔体積は、ISO 15901-2:2006に従って求めた。
【0122】
比較例1:NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-FERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液を含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて0.8重量%のPd担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0123】
多孔質のコーティングされていないフロースルーハニカム基材、コージライト(総体積0.04L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:1インチ×長さ:3インチ)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は20g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は1.5g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は1.51g/in3であった。
【0124】
トップコーティング(DOCコーティング):
5重量%のSiO2を含むアルミナ担体材料に、湿式含浸プロセスによって白金を含浸した。Fe-ベータゼオライト材料(骨格構造型BEAを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比23:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>90%、及びFe2O3として計算したFe含有量:ゼオライト材料の重量に基づいて4.3重量%)をPt-アルミナスラリーに添加した。Siをドープしたアルミナの、ベータゼオライト材料に対する重量比は、4.2/1であった。この材料及びベータゼオライトを含有するスラリーを、既にPd/FERボトム層を有するコージライト基材の100%にわたってコーティングした。コーティングされた基材を空気中120℃で60分間乾燥させ、空気中590℃で2時間か焼した。トップ層は60g/ft3の白金を含有していた。トップコーティングの担持量は1.9g/in3であった。
【0125】
実施例1~3:NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Baを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液及び水酸化バリウムを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量と以下の重量%に基づくBa担持量とに基づいて0.77重量%のPd担持量を達成した:
【0126】
【0127】
得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0128】
多孔質のコーティングされていないフロースルーハニカム基材、コージライト(総体積0.04L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:1インチ×長さ:3インチを有するコア)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を、110℃の温度を有する空気中で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は20g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は1.5g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は1.61g/in3(実施例1)、1.64g/in3(実施例2)、及び1.69g/in3(実施例3)であった。
【0129】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例1~3のトップコーティングを調製するためのスラリーは、比較例1のトップコーティングを調製するためのスラリーと同様に調製した。実施例1~3の各々のスラリーを、既にBa/Pd/FERボトムコーティングを有するコージライト基材の100%にわたってコーティングした。トップコーティングは60g/ft3の白金を含有していた。トップコーティングの担持量は1.9g/in3であった。
【0130】
実施例4~6:NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Srを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液及び酢酸ストロンチウムを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量及び以下のSr含有量に基づいて0.77重量%のPd担持量を達成した:
【0131】
【0132】
得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0133】
多孔質のコーティングされていないフロースルーハニカム基材、コージライト(総体積0.04L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:1インチ×長さ:3インチ)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を、110℃の温度を有する空気中で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は20g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は1.5g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は1.61g/in3(実施例4)、1.64g/in3(実施例5)、及び1.69g/in3(実施例6)であった。
【0134】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例4~6のトップコーティングを調製するためのスラリーは、比較例1のトップコーティングを調製するためのスラリーと同様に調製した。実施例1~3の各々のスラリーを、既にSr/Pd/FERボトムコーティングを有するコージライト基材の100%にわたってコーティングした。トップコーティングは60g/ft3の白金を含有していた。トップコーティングの担持量は1.9g/in3であった。
【0135】
【0136】
実施例7:実験室反応器での比較例1及び実施例2~6のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒の評価
実施例2~6及び比較例1の触媒を、10%蒸気(水)/空気中800℃で16時間熱水エージングした後に、NOxの吸着及び脱着性能について試験した。脱着の前に、コアを、200ppmの一酸化窒素(NO)、500ppmの一酸化炭素(CO)、500ppmのプロピレン(C
3H
6、C
1基準)、7%の酸素(O
2)、5%の二酸化炭素(CO
2)、5%の水(H
2O)、及び残部の窒素(N
2)の混合物に100℃で15分間曝露した。この期間中、NOがPd/FERに吸着された。吸着相の後、NO、CO、及びプロピレンを止め、試料の温度を60K/分で500℃まで上昇させた。この期間中、Pd/FERに吸着されていたNOが脱着した(脱着相)。NOx吸着温度及び脱着したNOx量を評価した。温度の関数としての比較例1及び実施例2~6のNO脱着曲線を
図1に示す。脱着したNOx量を表1に示す。
【0137】
【0138】
図1、すなわち試験した試料のNOx脱着曲線から分かるように、添加剤Sr及びBaは、NOx脱着温度を所望の通り上昇させ得ると結論付けることができる。実際、そのような添加剤は、第1のピーク脱着温度(約200℃)を低下させ、第2のピーク脱着温度(約300℃)を上昇させ得る。添加剤の量が多いほど、NOx脱着が増加する。添加剤を増加させると、表1から分かる吸着容量のわずかな減少が生じる場合もあるが、いずれの場合も、本発明による触媒によって得られる吸着容量は良好であることに留意されたい。脱着したNOxの量は、100℃で既に吸着していたNOxに関連する。
【0139】
比較例2:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-FERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液を含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.48重量%のPd担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0140】
多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積1.85L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:5.66インチ×長さ:4.5インチ)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.7g/in3であり、ZrO2は0.135g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は2.9g/in3であった。
【0141】
トップコーティング(DOCコーティング):
出口コート:
5重量%のMnO2を含むAl2O3担体材料(MnO2として計算してMn 5重量%を有するAl2O395重量%、100m2/g超のBET比表面積及び0.06cm3/g超の細孔容積を有する)に、湿式含浸プロセスによって白金を含浸させた。得られた材料を含有するスラリーを、Pd-FERボトムコーティングを担持するコージライト基材の出口端部から入口端部に向かって基材軸方向長さの50%にわたってコーティングした。出口コートは80g/ft3の白金を含有し、出口コートの担持量は1.3g/in3であった。
【0142】
入口コート:
5重量%のSiO2を含むアルミナ担体材料に、湿式含浸プロセスによって2:1の重量比の白金及びパラジウムを含浸させた。Fe-ベータゼオライト材料(骨格構造型BEAを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比23:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>90%、Fe2O3として計算したFe含有量:ゼオライト材料の重量に基づいて4.3重量%)をPt-アルミナスラリーに添加した。Siをドープしたアルミナの、ベータゼオライト材料に対する重量比は、1/1であった。この材料及びベータゼオライトを含有するスラリーを、Pd-FERボトム層及び出口コートを既に支持しているコージライト基材の入口端部から出口端部に向かって基材軸方向長さの50%にわたってコーティングした。入口コートは、13.3g/ft3の白金及び6.7g/ft3のPdを含有していた。入口コートの担持量は1.41g/in3であった。トップコーティングの総担持量(出口コート+入口コート)は、1.355g/in3であった。
【0143】
実施例8A:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mnを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液及び硝酸マンガンを含浸して、ゼオライト材料+パラジウムの重量に基づいて1.48重量%のPd担持量及びFER量に基づいて1重量%のMnO2担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0144】
多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積1.85L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:5.66インチ×長さ:4.5インチ)を、その基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.7g/in3であり、ZrO2は0.135g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は約2.927g/in3であった。
【0145】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例8Aのトップコーティングは、比較例2のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたってボトムコーティングを覆う。トップコーティングの総担持量は1.355g/in3であった。
【0146】
実施例8:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Baを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液及び水酸化バリウムを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.48重量%のPd担持量及びFER量に基づいて6.8重量%のBaO担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0147】
多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積1.85L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:5.66インチ×長さ:4.5インチ)を、その基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.7g/in3であり、ZrO2は0.135g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は約3.084g/in3であった。
【0148】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例8のトップコーティングは、比較例2のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆う。トップコーティングの総担持量は1.355g/in3であった。
【0149】
実施例9:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Srを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液及び酢酸ストロンチウムを含浸して、最終材料ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.48重量%のPd担持量及びFER量に基づいて6.8重量%のSrO担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0150】
多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積1.85L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:5.66インチ×長さ:4.5インチ)を、その基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.7g/in3であり、ZrO2は0.135g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は約2.9g/in3であった。
【0151】
トップコーティングDOC(第2のコーティング):
実施例9のトップコーティングは、比較例2のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆っている。トップコーティングの総担持量は1.355g/in3であった。
【0152】
実施例10:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mn及びBaを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液、水酸化バリウム、及び硝酸マンガンを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.48重量%のPd担持量、FER量に基づいて4.3重量%のBaO及び1重量%のMnO2担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0153】
多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積1.85L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:5.66インチ×長さ:4.5インチ)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.7g/in3であり、ZrO2は0.135g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は3.11g/in3であった。
【0154】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例8のトップコーティングは、比較例2のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆う。トップコーティングの総担持量は1.355g/in3であった。
【0155】
【0156】
実施例11:実験室反応器での比較例2及び実施例8A、8~10のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒の評価
1インチの直径及び3インチの長さを有するコアを、比較例2、実施例8A及び8~10のコーティングされた基材から削り出し、実験室反応器で試験した。これらのコアを、10%蒸気(水)/空気中800℃で16時間熱水エージングした後に、NOxの吸着及び脱着性能について試験した。脱着の前に、コアを、200ppmの一酸化窒素(NO)、500ppmの一酸化炭素(CO)、500ppmのプロピレン(C
3H
6、C
1基準)、7%の酸素(O
2)、5%の二酸化炭素(CO
2)、5%の水(H
2O)、及び残部の窒素(N
2)の混合物に100℃で15分間曝露した。この期間中、NOがPd/FERに吸着された。吸着相の後、NO、CO、及びプロピレンを止め、試料の温度を20℃/分で500℃まで上昇させた。この期間中、Pd/ゼオライトに吸着されていたNOが脱着した(脱着相)。NOx吸着温度及び脱着したNOx量を評価した。温度の関数としての比較例2、参考例2、及び実施例8~10のNO脱着曲線を
図2に示す。脱着したNOx量を表4に示す。脱着したNOxの量は、100℃で既に吸着していたNOxに関連する。
【0157】
【0158】
図2、すなわちNOx脱着曲線から分かるように、添加剤Mn、Sr、及びBa並びにBa+Mnは、高いPd担持量でもまたNOx脱着温度を所望の通り上昇させると結論付けることができる。添加剤Ba及びMnの組み合わせである実施例10について、最適なNOx脱着ウィンドウが達成される。実施例10では、吸着容量がわずかに減少するだけである。
【0159】
実施例12:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mn及びNaを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液、硝酸ナトリウム、及び硝酸マンガンを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.59重量%のPd担持量、FER量に基づいて0.7重量%のNaO及び1重量%のMnO2担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。
【0160】
多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積0.04L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:1インチ×長さ:3インチのコア)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.5g/in3であり、ZrO2は0.125g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は2.71g/in3であった。
【0161】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例12のトップコーティングは、白金担持量が50g/ft3であったことを除いて、実施例1~3のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆う。トップコーティングの総担持量は1.9g/in3であった。
【0162】
実施例13:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mn及びSrを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液、酢酸ストロンチウム、及び硝酸マンガンを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.59重量%のPd担持量、FER量に基づいて3重量%のSrO及び1重量%のMnO2担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積0.04L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:1インチ×長さ:3インチのコア)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.5g/in3であり、ZrO2は0.125g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は2.76g/in3であった。
【0163】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例13のトップコーティングは、実施例12のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆う。トップコーティングの総担持量は1.9g/in3であった。
【0164】
実施例14:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mn及びBaを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液、水酸化バリウム、及び硝酸マンガンを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.59重量%のPd担持量、FER量に基づいて4.3重量%のBaO及び1重量%のMnO2担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて20重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積0.04L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:1インチ×長さ:3インチのコア)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.2g/in3であり、ZrO2は0.44g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は2.64g/in3であった。
【0165】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例14のトップコーティングは、実施例12のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆う。トップコーティングの総担持量は1.9g/in3であった。
【0166】
【0167】
実施例15:実験室反応器での比較例2並びに実施例8A及び12~14のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒の評価
比較例2並びに実施例8A及び12~14を、10%蒸気(水)/空気中800℃で16時間熱水エージングした後に、NOxの吸着及び脱着性能について試験した。脱着の前に、コアを、200ppmの一酸化窒素(NO)、500ppmの一酸化炭素(CO)、500ppmのプロピレン(C
3H
6、C
1基準)、7%の酸素(O
2)、5%の二酸化炭素(CO
2)、5%の水(H
2O)、及び残部の窒素(N
2)の混合物に100℃で15分間曝露した。この期間中、NOがPd/FERに吸着された。吸着相の後、NO、CO、及びプロピレンを止め、試料の温度を20℃/分で500℃まで上昇させた。この期間中、Pd/ゼオライトに吸着されていたNOが脱着した(脱着相)。NOx吸着温度及び脱着したNOx量を評価した。温度の関数としての比較例2、並びに実施8A、及び実施例12~14のNO脱着曲線を
図3に示す。脱着したNOx量を表6に示す。脱着したNOxの量は、100℃で既に吸着していたNOxに関連する。
【0168】
【0169】
図3、すなわちNOx脱着曲線から分かるように、添加剤Mn、Ba+Mn、Na+Mn、及びSr+Mnは、高いPd担持量でもまたNOx脱着温度を所望の通り上昇させ得ると結論付けることができる。本発明による触媒を用いると、最適なNOx脱着ウィンドウが得られる。
【0170】
比較例3:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mn及びBaを添加したCHAの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
比較例3のボトムコーティングは、アンモニウムCHAゼオライト材料(骨格構造型CHAを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比14:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)=81%)を使用して実施例14からのアンモニウムフェリエライトゼオライト材料を置き換えたことを除いて、実施例14のボトムコーティングと同様に調製した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのCHAの濃度は2.2g/in3であり、ZrO2は0.44g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は2.64g/in3であった。
【0171】
トップコーティング(DOCコーティング):
比較例3のトップコーティングは、実施例14のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆う。トップコーティングの総担持量は1.9g/in3であった。
【0172】
比較例4:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mn及びBaを添加したBEAの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
比較例4のボトムコーティングは、アンモニウムBEAゼオライト材料(骨格構造型BEAを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比14:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)を使用して実施例14からのアンモニウムフェリエライトゼオライト材料を置き換えたことを除いて、実施例14のボトムコーティングと同様に調製した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は70g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのBEAの濃度は2.2g/in3であり、ZrO2は0.44g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は2.64g/in3であった。
【0173】
トップコーティング(DOCコーティング):
比較例3のトップコーティングは、実施例14のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆う。トップコーティングの総担持量は1.9g/in3であった。
【0174】
【0175】
実施例16:比較例3及び4並びに実施例14のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒の評価
比較例3及び4並びに実施例14を、10%蒸気(水)/空気中800℃で16時間熱水エージングした後に、NOxの吸着及び脱着性能について試験した。脱着の前に、コアを、200ppmの一酸化窒素(NO)、500ppmの一酸化炭素(CO)、500ppmのプロピレン(C
3H
6、C
1基準)、7%の酸素(O
2)、5%の二酸化炭素(CO
2)、5%の水(H
2O)、及び残部の窒素(N
2)の混合物に100℃で15分間曝露した。この期間中、NOがPd/ゼオライトに吸着された。吸着相の後、NO、CO、及びプロピレンを止め、試料の温度を60K/分で500℃まで上昇させた。この期間中、Pd/ゼオライトに吸着されていたNOが脱着した(脱着相)。NOx吸着温度及び脱着したNOx量を評価した。温度の関数としての比較例3及び4並びに実施例14のNO脱着曲線を
図4に示す。脱着したNOx量を表8に示す。脱着したNOxの量は、100℃で既に吸着していたNOxに関連する。
【0176】
【0177】
図4、すなわちNOx脱着曲線から分かるように、本発明による触媒は、先行技術の代表的な触媒、すなわち比較例3及び4の触媒と比較して、高いPd担持量でもまたNOx脱着温度を所望の通り上昇させ得ると結論付けることができる。明らかに、本発明による触媒を用いると最適なNOx脱着ウィンドウが得られる。
【0178】
実施例17:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mn及びBaを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液、水酸化バリウム、及び硝酸マンガンを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.14重量%のPd担持量、FER量に基づいて4.3重量%のBaO及び1重量%のMnO2担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積0.04L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:1インチ×長さ:3インチのコア)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は50g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.5g/in3であり、ZrO2は0.125g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は2.8g/in3であった。
【0179】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例17のトップコーティングは、実施例12のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆っている。トップコーティングの総担持量は1.9g/in3であった。
【0180】
実施例18:高Pd含有NOx吸着剤ディーゼル酸化触媒-Mn、Ba、及びSrを添加したFERの調製
ボトムコーティング(NAコーティング):
アンモニウムフェリエライトゼオライト材料(骨格構造型FERを有するゼオライト材料、SiO2:Al2O3のモル比21:1、及び標準に対する結晶化度(XRD)>80%)に、硝酸パラジウム水溶液、水酸化バリウム、酢酸ストロンチウム、及び硝酸マンガンを含浸して、最終材料(ゼオライト材料+パラジウム)の重量に基づいて1.14重量%のPd担持量、FER量に基づいて2重量%のBaO、0.5重量%のSrO、及び1重量%のMnO2担持量を達成した。得られたスラリーに酢酸ジルコニウム混合物を添加した。ZrO2として計算したボトムコーティングでのジルコニアの量がゼオライト材料の重量に基づいて5重量%になるように、酢酸ジルコニウムの量を計算した。多孔質のコーティングされていない円形フロースルーハニカム基材、コージライト(総体積0.04L、400cpsi、及び壁厚4mil、直径:1インチ×長さ:3インチのコア)を、基材軸方向長さの100%にわたって、得られたスラリーでコーティングした。コーティングされた基材を空気中110℃で1時間乾燥させ、続いて空気中590℃で2時間か焼して、ボトムコーティングを形成した。ボトムコーティングでのパラジウムの濃度は50g/ft3であり、ボトムコーティング担持量でのFERの濃度は2.5g/in3であり、ZrO2は0.125g/in3であった。ボトムコーティングの担持量は2.75g/in3であった。
【0181】
トップコーティング(DOCコーティング):
実施例17のトップコーティングは、実施例12のトップコーティングと同様に調製され、基材軸方向長さの100%にわたって前述のボトムコーティングを覆っている。トップコーティングの総担持量は1.9g/in3であった。
【0182】
【0183】
実施例19:実験室反応器での実施例17及び18のNOx吸着剤ディーゼル酸化触媒の評価
実施例17及び18の触媒を、実施例16で規定した通り試験した。
【0184】
【0185】
図5、すなわちNOx脱着曲線から分かるように、添加剤Mn+Ba+Sr及びMn+Baは、中程度のPd担持量でもまたNOx脱着温度を所望の通り上昇させ得ると結論付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【0186】
【
図1】比較例1及び実施例1~6の触媒で得られたNOx脱着曲線を示す。
【
図2】比較例2並びに実施例8A及び8~10の触媒で得られたNOx脱着曲線を示す。
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図3】比較例2及び実施例12~14の触媒で得られたNOx脱着曲線を示す。
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図4】比較例3及び4並びに実施例14の触媒で得られたNOx脱着曲線を示す。
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図5】実施例17及び18の触媒で得られたNOx脱着曲線を示す。
【0187】
引用文献
国際公開第2020/0236879号
【国際調査報告】