特表2024-534328白金、パラジウム、およびロジウムを含むゾーン型三元変換触媒
(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】2024-09-20
(54)【発明の名称】白金、パラジウム、およびロジウムを含むゾーン型三元変換触媒
(51)【国際特許分類】
B01J 23/63 20060101AFI20240912BHJP
B01J 37/02 20060101ALI20240912BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20240912BHJP
【ＦＩ】
B01J23/63 A
B01J37/02 301L
B01D53/94 222
B01D53/94 ZAB
B01D53/94 245
B01D53/94 280
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024514418
(86)(22)【出願日】2022-09-08
(85)【翻訳文提出日】2024-03-18
(86)【国際出願番号】 EP2022074936
(87)【国際公開番号】W WO2023041407
(87)【国際公開日】2023-03-23
(31)【優先権主張番号】21197341.7
(32)【優先日】2021-09-17
(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
【弁理士】
【氏名又は名称】江藤 聡明
(74)【代理人】
【識別番号】100167106
【弁理士】
【氏名又は名称】倉脇 明子
(74)【代理人】
【識別番号】100194135
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 修
(74)【代理人】
【識別番号】100206069
【弁理士】
【氏名又は名称】稲垣 謙司
(74)【代理人】
【識別番号】100185915
【弁理士】
【氏名又は名称】長山 弘典
(72)【発明者】
【氏名】ジェン、シャオライ
(72)【発明者】
【氏名】ジョンソン、スティーブン
(72)【発明者】
【氏名】スン、イーペン
(72)【発明者】
【氏名】リー、ユエジン
(72)【発明者】
【氏名】スン、シアン
(72)【発明者】
【氏名】ジー、チュンシン
(72)【発明者】
【氏名】トラン、パスカリーヌ
(72)【発明者】
【氏名】ラヴィンドラン、プラモド
(72)【発明者】
【氏名】ドゥンブヤ、カリファラ
【テーマコード（参考）】
4D148
4G169
【Ｆターム（参考）】
4D148AA06
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4G169EE09
(57)【要約】
本発明は、基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含み、当該ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、当該トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、触媒物品を提供する。本発明はまた、触媒物品を調製するプロセス、およびガス状排気流を浄化するためのその使用を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
触媒物品であって、ａ）基材と、
ｂ）前記基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、
ｃ）前記ボトムウォッシュコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含み、
前記ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、
前記ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、
前記第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、
前記第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、
前記トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、触媒物品。
【請求項2】
前記第２のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含み、前記トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、請求項１に記載の触媒物品。
【請求項3】
前記第１のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金をさらに含み、前記第２のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含む、請求項１～２のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項4】
前記第１のゾーンが、前記セリア－ジルコニア混合酸化物もしくは前記アルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、前記第２のゾーンが、前記セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、
前記トップウォッシュコートが、前記アルミナまたは前記セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムおよび前記セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む、請求項１～３のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項5】
前記第１のゾーンが、前記セリア－ジルコニア混合酸化物および前記アルミナのそれぞれに担持されたパラジウムを含む、請求項１～４のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項6】
前記第１のゾーンが、入口から基材全長の１０～９０％を覆い、前記第２のゾーンが、出口から前記基材全長の１０～９０％を覆い、前記トップウォッシュコートが、前記入口から前記ボトムウォッシュコート全長の１０～１００％を覆う、請求項１～５のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項7】
前記第１のゾーンが、入口から前記基材全長の３０～５０％を覆い、前記第２のゾーンが出口から前記基材全長の５０～７０％を覆う、請求項１～６のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項8】
前記第１のゾーンにおける前記セリア－ジルコニア混合酸化物の量が、前記第２のゾーンにおける前記セリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、請求項１～７のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項9】
前記第１のゾーンにおける前記セリア－ジルコニア混合酸化物の、前記第２のゾーンにおける前記セリア－ジルコニア混合酸化物に対する重量比が、１．１：１．０～１．５：１である、請求項１～８のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項10】
前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記アルミナに、バリウム、ランタナ、ジルコニア、ネオジミアン、イットリア、またはチタニアから選択されるドーパントをドープし、前記ドーパントの量が、アルミナおよびドーパントの総重量に基づいて１．０～３０重量％である、請求項１～９のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項11】
前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記アルミナが、アルミナ、ランタナ－アルミナ、チタニア－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、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１～１０のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項12】
前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－アルミナ複合体中のセリアの量が、前記セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～３０重量％である、請求項１～１１のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項13】
前記第１のゾーンが、前記ウォッシュコート、好ましくは前記トップウォッシュコートおよび前記ボトムウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて５０～１００重量％の量で前記セリア－ジルコニア混合酸化物もしくは前記アルミナまたは両方に担持されたパラジウムを含み、前記第２のゾーンが、前記ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５０～１００重量％の量で前記セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、前記第２のゾーンが、前記ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて０～５０重量％で前記セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含み、
前記第１のゾーンが、前記ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて０～５０重量％の量で前記セリア－アルミナ複合体に担持された白金を更に含む、請求項１～１２のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項14】
前記第１のゾーンが、前記ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量で前記セリア－ジルコニア混合酸化物もしくは前記アルミナまたは両方に担持されたパラジウムを含み、前記第２のゾーンが、前記ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて７５～１００重量％の量で前記セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む、請求項１～１３のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項15】
前記ボトムウォッシュコートが、前記ボトムウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５０～１００重量％の量で前記セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、前記トップウォッシュコートが、前記ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて０～５０重量％の量で前記セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む、請求項１～１４のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項16】
パラジウムの量が、前記ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０２～２重量％の範囲であり、白金の量が、前記ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０２～２重量％の範囲であり、ロジウムの量が、前記ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０１～０．５重量％の範囲である、請求項１～１５のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項17】
前記触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が９：１～１：１３である、請求項１～１６のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項18】
前記触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１である、請求項１～１７のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項19】
前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－アルミナ複合体のＣｅＯ２として計算されるセリアが、前記セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて１．０～５０重量％であり、好ましくは、前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、前記セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～５０重量％であり、より好ましくは、前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、前記セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～３０重量％であり、さらにより好ましくは、前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、前記セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて８．０～２０重量％である、請求項１～１８のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項20】
前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、前記セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約２０～５０重量％の量のＣｅＯ２として計算されるセリア、および前記セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約４０～約８０重量％の量のＺｒＯ２として計算されるジルコニアを含む、請求項１～１９のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項21】
前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ランタナ、チタニア、ハフニア、マグネシア、カルシア、ストロンチア、バリア、イットリウム、ハフニウム、プラセオジム、ネオジム、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるドーパントを含む、請求項１～２０のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項22】
前記基材が、セラミック基材、金属基材、セラミック発泡体基材、ポリマー発泡体基材、または織物繊維基材から選択される、請求項１～２１のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項23】
前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－ジルコニア混合酸化物の量が、前記ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～９０重量％の範囲であり、前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記アルミナの量が、前記ウォッシュコートの総重量に基づいて５．０～９０重量％の範囲であり、前記トップウォッシュコートおよび／または前記ボトムウォッシュコート中に存在する前記セリア－アルミナ複合体の量が、前記ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～８０重量％の範囲である、請求項１～２２のいずれかに記載の触媒物品。
【請求項24】
請求項１～２３のいずれかに記載の触媒物品を調製するプロセスであって、ａ）第１のゾーンおよび第２のゾーンを含むボトムウォッシュコートを調製することであって、前記第１のゾーンが、前記セリア－ジルコニア混合酸化物もしくは前記アルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含む第１のスラリーを調製し、前記第１のスラリーを前記基材の第１の部分にコーティングすることによって得られ、前記第２のゾーンが、前記セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む第２のスラリーを調製し、前記第２のスラリーを前記基材の第２の部分にコーティングすることによって得られる、ことと、
ｂ）前記アルミナまたは前記セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む第３のスラリーを前記ボトムコート上に堆積させることによってトップウォッシュコートを調製することと、
ｃ）前記基材を４００～７００℃範囲の温度でか焼に供することと、を含み、
前記スラリーを調製する工程が、インシピエントウェットネス含浸、インシピエントウェットネス共含浸、および後添加から選択される技術を含む、プロセス。
【請求項25】
請求項１～２３のいずれかに記載の触媒物品を含む、内燃エンジン用の排気ガス処理システム。
【請求項26】
炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を処理する方法であって、前記排気流を請求項１～２３のいずれかに記載の触媒物品または請求項２５に記載の排気ガス処理システムと接触させることを含む、方法。
【請求項27】
ガス状排気ガス流中の炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のレベルを低下させる方法であって、前記ガス状排気ガス流を請求項１～２３のいずれかに記載の触媒物品または請求項２５に記載の排気ガス処理システムと接触させて、前記排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のレベルを低下させることを含む、方法。
【請求項28】
炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を浄化するための、請求項１～２３のいずれかに記載の触媒物品または請求項２５に記載の排気ガス処理システムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願で特許請求される発明は、排気ガス中に含まれる夾雑物を低減するための排気ガスの処理に有用な触媒に関する。特に、本願で特許請求される発明は、白金、パラジウム、およびロジウムを含むゾーン型三元変換（three-way conversion、ＴＷＣ）触媒を含む触媒物品に関する。
【背景技術】
【0002】
三元変換（ＴＷＣ）触媒は、白金族金属（platinum group metal、ＰＧＭ）を使用してＮＯ、ＣＯ、およびＨＣなどの汚染物質を低減する触媒活性でよく知られている。従来のＴＷＣ触媒は、活性触媒成分としてＰｄおよびＲｈを使用する。現在のＰＧＭ市場価格を考慮すると、ＴＷＣ触媒においてより高価なＰｄの一部をより安価なＰｔで置き換えることは、触媒コンバータ製造業者および自動車製造業者がコストを大幅に削減するのに役立つであろう。したがって、本発明は、ＰＧＭ成分として白金、パラジウム、およびロジウムを含む高活性のゾーン型ＴＷＣ触媒を開発することに焦点を当てている。ＴＷＣ触媒においてかなりの量のＰｄをＰｔ（例えば、５０％）で置換することは、エンジンアウト温度の比較的高い用途で実現可能であることが見出されている。しかしながら、エンジンアウト温度が比較的低い用途では、特に駆動サイクルのコールドスタート期間中にＨＣスリップが問題となる場合がある。
【0003】
したがって、排出制御効率、特に低温ＨＣ性能を向上させるために、適切な構造のＰｔ／Ｐｄ／Ｒｈ系ＴＷＣ触媒を設計することが望ましい。
【0004】
発明の目的
本発明の目的は、活性白金族金属（ＰＧＭ）成分としてＰｔ、Ｐｄ、およびＲｈを含む三元変換（ＴＷＣ）触媒のＨＣコールドスタート性能を改善することである。
本発明の目的は、活性白金族金属（ＰＧＭ）成分としてＰｔ、Ｐｄ、およびＲｈを含む三元変換（ＴＷＣ）触媒のＨＣコールドスタート性能を改善することである。
【発明の概要】
【0005】
本発明は、基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムウォッシュコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含み、当該ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、当該トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、触媒物品を提供する。
【0006】
本発明はまた、触媒物品を調製するプロセスであって、ａ）第１のゾーンおよび第２のゾーンを含むボトムウォッシュコートを調製することであって、当該第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含む第１のスラリーを調製し、当該第１のスラリーを基材の第１の部分にコーティングすることによって得られ、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む第２のスラリーを調製し、当該第２のスラリーを当該基材の第２の部分にコーティングすることによって得られることと、ｂ）アルミナに担持されたロジウムを含む第３のスラリーをボトムウォッシュコート上に堆積させることによってトップウォッシュコートを調製することと、ｃ）４００～７００℃の範囲の温度で当該基材をか焼に供することと、を含み、当該スラリーを調製するステップが、インシピエントウェットネス含浸、インシピエントウェットネス共含浸、または後添加から選択される技術を含む、プロセス、を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
本発明の実施形態の理解を提供するために、添付図面を参照するが、これらの図面は必ずしも縮尺通りに描かれておらず、参照番号は本発明の例示的な実施形態の構成要素を指す。図面は単なる例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本願で特許請求される発明の上記および他の特徴、その性質、ならびに様々な利点は、添付図面と併せて以下の詳細な説明を考慮すると、より明らかになるであろう。
【図1A】比較例による２層非ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1B】比較例による２層非ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1C】本発明の例示的な実施例による２層ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1D】本発明の例示的な実施例による２層ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1E】本発明の例示的な実施例による２層ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1F】本発明の例示的な実施例による２層ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1G】本発明の例示的な実施例による２層ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1H】本発明の例示的な実施例による２層ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1I】本発明の例示的な実施例による２層ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図1J】本発明の例示的な実施例による２層ゾーン型触媒物品を示す図である。
【図2A】本願で特許請求される発明の一実施形態による触媒組成物を含み得るハニカム型基材担体の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本願で特許請求される発明について、以下により十分に説明する。本願で特許請求される発明は、多くの異なる形態で具現化され得、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、これらの実施形態は、この本願で特許請求される発明が詳細かつ完全なものとなり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。本明細書中のいかなる用語も、開示される材料および方法の実施に不可欠な任意の請求されていない要素を示すものとして解釈されるべきではない。
【0009】
本明細書に記載される全ての方法は、本明細書において別段の指示がない限りまたは文脈によって明確に否定されない限り、任意の好適な順序で実施することができる。本明細書で提供される任意のおよびすべての例または例示的な用語（例えば、「など」）の使用は、材料および方法をより深く説明することを単に意図するものであり、別段の主張がない限り、範囲に制限を課すものではない。
【0010】
定義：
用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および本明細書で論じられる材料および方法を説明する文脈における（特に、以下の特許請求の範囲の文脈における）同様の指示対象の使用は、本明細書で別段の指示がない限りまたは文脈によって明確に否定されない限り、単数形および複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。
用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および本明細書で論じられる材料および方法を説明する文脈における（特に、以下の特許請求の範囲の文脈における）同様の指示対象の使用は、本明細書で別段の指示がない限りまたは文脈によって明確に否定されない限り、単数形および複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。
【0011】
本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において別段の指示がない限り、その範囲内の各個別の値に個々に言及する省略法としての役割を果たすことを単に意図するものであり、各個別の値は、本明細書において個々に列挙されているかのように本明細書に組み込まれる。
【0012】
本発明の文脈において、「第１の層」という用語は、「ボトム層」、「ボトムコート」、または「ボトムウォッシュコート」と互換的に使用され、一方、「第２の層」という用語は、「トップ層」、「トップコート」、または「トップウォッシュコート」と互換的に使用される。第１の層は基材の少なくとも一部に堆積し、第２の層は第１の層の少なくとも一部に堆積する。
【0013】
本発明の文脈において、「第１のゾーン」という用語は、「入口ゾーン」または「前方ゾーン」と互換的に使用され、「第２のゾーン」という用語は、「出口ゾーン」または「後方ゾーン」と互換的に使用される。「第１のゾーン」および「第２のゾーン」という用語はまた、それぞれ流動方向における触媒物品の相対位置、排気ガス処理システム内に配置されたときの触媒物品の相対位置を説明する。第１ゾーンは、上流に配置されるが、第２ゾーンは下流に配置される。第１のゾーンは、基材の入口から基材の少なくとも一部を覆うが、第２のゾーンは、基材の出口から基材の少なくとも一部を覆う。基材の入口は、エンジンからのエンジン排気ガス流の流れを受け入れることができる第１の端部であるが、基材の出口は、処理された排気ガス流がそこから出る第２の端部である。
【0014】
「三元変換触媒」またはＴＷＣ触媒という用語は、ａ）窒素酸化物の窒素および酸素への還元、ｂ）一酸化炭素の二酸化炭素への酸化、およびｃ）未燃焼炭化水素の二酸化炭素および水への酸化、を同時に進める触媒を指す。
【0015】
「ＮＯｘ」という用語は、ＮＯおよび／またはＮＯ２などの窒素酸化物化合物を指す。
【0016】
本明細書で使用される場合、「ウォッシュコート」という用語は、基材の材料に塗布された触媒材料または他の材料の薄い接着性コーティングという、当技術分野におけるその通常の意味を有する。一般に、ウォッシュコートは、液体ビヒクル中に特定の固形分含有量（例えば、１５～６０重量％）の粒子を含有するスラリーを調製することによって形成され、次いで、これを基材上にコーティングし、乾燥させてウォッシュコート層を提供する。
【0017】
触媒の水熱安定性は、高温エージング後に十分な触媒機能を保持することとして機能的に定義され得る。具体的には、これに関連して、水熱安定性とは、蒸気を用いて約５～３００時間にわたって８５０℃～１０５０℃の範囲の温度でエージング処理した後に、触媒が、ＮＯｘおよび３５０℃未満の炭化水素ライトオフ温度を有していなければならないことを意味する。
【0018】
本明細書で使用される場合、「流」という用語は、固体または液体の粒子状物質を含有し得る流動ガスの任意の組み合わせを広く指す。
【0019】
本明細書で使用される場合、「上流」および「下流」という用語は、エンジンから排気管に向かうエンジン排気ガス流の流動による相対的な方向を指し、エンジンは上流位置にあり、排気管ならびにフィルタおよび触媒などの任意の汚染対策物品はエンジンの下流にある。
【0020】
本発明の文脈において、白金／パラジウム／ロジウムなどの白金族金属、および／またはセリア－ジルコニア混合酸化物、セリア－アルミナ複合体、アルミナなどの支持体材料の量は、基材上に存在するウォッシュコートの総重量に基づいて重量％として計算される。すなわち、基材も触媒物品の一部であるが、基材の量を考慮せずに量が計算される。ウォッシュコートは、トップウォッシュコート、ボトムウォッシュコート、および任意選択で任意のさらなるコーティング層を含む。好ましくは、ウォッシュコートは、トップウォッシュコートおよびボトムウォッシュコートである。
【0021】
本発明は、従来のＰｔ／Ｐｄ／ＲｈトリメタルＴＷＣ技術に関連する低温ＨＣブレークスルー問題に対処することに焦点を当てた。したがって、ゾーン型ウォッシュコート構造を有するＰｔ／Ｐｄ／Ｒｈ系ＴＷＣ触媒物品を設計する。本発明の設計は、コールドスタート中の高速ＨＣライトオフのために入口ゾーン（第１のゾーン）をＰｄリッチにすることを可能にし、ライトオフ後のＨＣ高温性能のためのＰｔリッチな出口ゾーン（第２のゾーン）を利用する。車両およびエンジンの評価データは、本発明の触媒物品が、非ゾーン型設計と比較してＨＣ変換の改善を示すことを実証した。
【0022】
触媒物品：
本発明は、第１の態様において、
ａ）基材と、
ｂ）当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、
ｃ）当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、
を含み、
当該ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、
当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、
当該第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、
当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、
当該トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、触媒物品を提供する。
本発明は、第１の態様において、
ａ）基材と、
ｂ）当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、
ｃ）当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、
を含み、
当該ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、
当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、
当該第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、
当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、
当該トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、触媒物品を提供する。
【0023】
支持体材料：
触媒材料または触媒組成物または触媒ウォッシュコートにおける「支持体」とは、沈殿、会合、分散、含浸、または他の好適な方法によって、金属（例えば、ＰＧＭ）、安定剤、助触媒、バインダーなどを受容する材料を指す。
触媒材料または触媒組成物または触媒ウォッシュコートにおける「支持体」とは、沈殿、会合、分散、含浸、または他の好適な方法によって、金属（例えば、ＰＧＭ）、安定剤、助触媒、バインダーなどを受容する材料を指す。
【0024】
セリア－アルミナ複合体：
セリア－アルミナ複合体は、ＣｅＯ２が粒子および／またはナノクラスターとしてアルミナの表面上および／またはバルク中に分布している複合体である。各酸化物は、その別個の化学的および固体物理的状態を有し得るが、当該酸化物はその界面を介して相互作用することができる。アルミナの表面ＣｅＯ２修飾は、分離した部分（粒子またはクラスター）の形態、またはアルミナの表面を部分的または完全に覆うセリアの層の形態であり得る。
セリア－アルミナ複合体は、ＣｅＯ２が粒子および／またはナノクラスターとしてアルミナの表面上および／またはバルク中に分布している複合体である。各酸化物は、その別個の化学的および固体物理的状態を有し得るが、当該酸化物はその界面を介して相互作用することができる。アルミナの表面ＣｅＯ２修飾は、分離した部分（粒子またはクラスター）の形態、またはアルミナの表面を部分的または完全に覆うセリアの層の形態であり得る。
【0025】
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２（酸化セリウム）の量は、好ましくは、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて１．０～５０重量％である。より好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～５０重量％である。さらにより好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５～３０重量％である。そして、さらにより好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて８～２０重量％である。
【0026】
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）の量は、好ましくは、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５０～９９重量％である。より好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＡｌ２Ｏ３は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５０～９５重量％である。さらにより好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＡｌ２Ｏ３は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて７０～９５重量％である。そして、さらにより好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＡｌ２Ｏ３は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて８０～９２重量％である。
【0027】
好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のセリアの平均粒径は、２００ｎｍ未満である。好ましくは、粒径は５．０ｎｍ～５０ｎｍの範囲である。粒径は、透過型電子顕微鏡によって求められる。
【0028】
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体は、ジルコニア、ランタナ、チタニア、ハフニア、マグネシア、カルシア、ストロンチアン、バリア、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるドーパントを含み得る。セリア－アルミナ複合体中のドーパントの総量は、好ましくは、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて０．００１～１５重量％の範囲である。
【0029】
セリア－アルミナ複合体は、共沈または表面改質のような当業者に公知の方法によって作製することができる。これらの方法では、好適なセリウム含有前駆体を好適なアルミニウム含有前駆体と接触させ、次いで、そのようにして得られた混合物をセリア－アルミナ複合体に変換する。好適なセリウム含有前駆体は、例えば、水溶性セリウム塩およびコロイド状セリア懸濁液である。セリア－アルミナは、セリア化合物をアルミナ表面と選択的に反応させ、か焼後にアルミナ表面上にセリアを形成する原子層堆積法によって調製することもできる。この堆積／か焼工程は、所望の厚さの層に達するまで繰り返してよい。好適なアルミニウム含有前駆体は、例えば、ギブサイト、ベーマイトガンマアルミナ、デルタアルミナ、もしくはシータアルミナ、またはそれらの組み合わせのようなアルミニウム酸化物である。次いで、混合物のか焼工程によって、このようにして得られた混合物のセリア－アルミナ複合体への変換を達成することができる。
【0030】
セリア－ジルコニア混合酸化物（ＣＺＯ）：
複合金属酸化物という用語は、酸素アニオンおよび少なくとも２つの異なる金属カチオンを含有する混合金属酸化物を指す。セリア－ジルコニア混合酸化物では、セリウムカチオン、ジルコニウムカチオンが酸化物格子構造内に分布している。「複合酸化物」および「混合酸化物」という用語は、互換的に使用することができる。金属カチオンは酸化物格子構造内に分布しているので、これらの構造は一般に固溶体とも呼ばれる。
複合金属酸化物という用語は、酸素アニオンおよび少なくとも２つの異なる金属カチオンを含有する混合金属酸化物を指す。セリア－ジルコニア混合酸化物では、セリウムカチオン、ジルコニウムカチオンが酸化物格子構造内に分布している。「複合酸化物」および「混合酸化物」という用語は、互換的に使用することができる。金属カチオンは酸化物格子構造内に分布しているので、これらの構造は一般に固溶体とも呼ばれる。
【0031】
好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－ジルコニア混合酸化物のセリア（ＣｅＯ２として計算）は、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて１０～７５重量％の量で存在し、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－ジルコニア混合酸化物のジルコニア（ＺｒＯ２として計算）は、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて２５～９０重量％の量で存在する。
【0032】
より好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－ジルコニア混合酸化物のセリア（ＣｅＯ２として計算）は、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて２０～５０重量％の量で存在し、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－ジルコニア混合酸化物のジルコニア（ＺｒＯ２として計算）は、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて５０～８０重量％の量で存在する。
【0033】
さらにより好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－ジルコニア混合酸化物のセリア（ＣｅＯ２として計算）は、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて３０～５０重量％の量で存在し、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－ジルコニア混合酸化物のジルコニア（ＺｒＯ２として計算）は、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて５０～７０重量％の量で存在する。
【0034】
好ましい実施形態において、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－ジルコニア混合酸化物は、ランタナ、チタニア、ハフニア、マグネシア、カルシア、ストロンチア、バリア、イットリウム、ハフニウム、プラセオジム、ネオジム、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるドーパントを含む。ドーパント金属は、カチオン形態で複合金属酸化物の結晶構造に組み込まれてもよく、酸化物形態で複合金属酸化物の表面上に堆積してもよく、または酸化物形態でマイクロスケールのドーパントおよび複合金属酸化物の両方の混合物のブレンドとして存在してもよい。ドーパントは、複合金属酸化物の総重量に基づいて１～２０重量％の量、またはより好ましくは５～１５重量％の量で含まれる。
【0035】
アルミナ：
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するアルミナは、ガンマアルミナまたは活性アルミナであり得る。それは、典型的には、６０平方メートル／グラム（「ｍ２／ｇ」）を超える、多くの場合、最大約２００ｍ２／ｇまたはそれ以上の新鮮材料のＢＥＴ表面積を示す。活性アルミナは、通常、アルミナのガンマおよびデルタ相の混合物であるが、かなりの量のエータ、カッパ、およびシータアルミナ相を含有していてもよい。活性アルミナとしては、高バルク密度ガンマ－アルミナ、低または中バルク密度大細孔ガンマ－アルミナ、低バルク密度大細孔ベーマイトまたはガンマ－アルミナが挙げられる。トップおよび／またはウォッシュコート中に存在するアルミナに、バリウム、ランタナ、ジルコニア、ネオジミアン、イットリア、またはチタニアから選択されるドーパントをドープしてもよく、当該ドーパントの量は、好ましくは、アルミナおよびドーパントの総重量に基づいて１．０～３０重量％である。ドーパントをドープしたアルミナの例としては、ランタナ－アルミナ、チタニア－アルミナ、セリア－ジルコニア－アルミナ、ジルコニア－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、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するアルミナは、ガンマアルミナまたは活性アルミナであり得る。それは、典型的には、６０平方メートル／グラム（「ｍ２／ｇ」）を超える、多くの場合、最大約２００ｍ２／ｇまたはそれ以上の新鮮材料のＢＥＴ表面積を示す。活性アルミナは、通常、アルミナのガンマおよびデルタ相の混合物であるが、かなりの量のエータ、カッパ、およびシータアルミナ相を含有していてもよい。活性アルミナとしては、高バルク密度ガンマ－アルミナ、低または中バルク密度大細孔ガンマ－アルミナ、低バルク密度大細孔ベーマイトまたはガンマ－アルミナが挙げられる。トップおよび／またはウォッシュコート中に存在するアルミナに、バリウム、ランタナ、ジルコニア、ネオジミアン、イットリア、またはチタニアから選択されるドーパントをドープしてもよく、当該ドーパントの量は、好ましくは、アルミナおよびドーパントの総重量に基づいて１．０～３０重量％である。ドーパントをドープしたアルミナの例としては、ランタナ－アルミナ、チタニア－アルミナ、セリア－ジルコニア－アルミナ、ジルコニア－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、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0036】
基材：
本願で特許請求される発明の触媒物品の基材は、自動車用触媒を調製するために典型的に使用される任意の材料で構成されていてよい。好ましい実施形態において、基材は、セラミック基材、金属基材、セラミック発泡体基材、ポリマー発泡体基材、または織物繊維基材である。より好ましい実施形態において、基材は、セラミックまたは金属モノリスハニカム構造である。
本願で特許請求される発明の触媒物品の基材は、自動車用触媒を調製するために典型的に使用される任意の材料で構成されていてよい。好ましい実施形態において、基材は、セラミック基材、金属基材、セラミック発泡体基材、ポリマー発泡体基材、または織物繊維基材である。より好ましい実施形態において、基材は、セラミックまたは金属モノリスハニカム構造である。
【0037】
基材は、本明細書で上述した触媒組成物を含むウォッシュコートが塗布および接着され、それによって触媒組成物の担体として作用する複数の壁面を提供する。
【0038】
好ましい金属基材としては、チタンおよびステンレス鋼などの耐熱性金属および金属合金、ならびに鉄が実質的または主要な成分である他の合金が挙げられる。そのような合金は、１つ以上のニッケル、クロム、および／またはアルミニウムを含有していてよく、これらの金属の総量は、有利には、少なくとも１５重量％の合金、例えば、１０～２５重量％のクロム、３～８重量％のアルミニウム、および最大２０重量％のニッケルを含み得る。合金は、マンガン、銅、バナジウム、チタンなどの１つ以上の金属を少量または微量含有していてもよい。基材の表面上に酸化物層を形成して、合金の耐食性を改善し、金属表面へのウォッシュコート層の接着を促進するために、金属基材の表面を、例えば１０００℃以上の高温で酸化してもよい。
【0039】
基材を構築するために使用される好ましいセラミック材料としては、任意の好適な耐火性材料、例えば、コージライト、ムライト、コージライト－アルミナ、窒化ケイ素、ジルコンムライト、リシア輝石、アルミナ－シリカマグネシア、ケイ酸ジルコン、シリマナイト、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタライト、アルミナ、アルミノシリケートなどを挙げることができる。
【0040】
流路が流体の流れに対して開いているように基材の入口面から出口面まで延在する複数の微細な平行ガス流路を有するモノリスフロースルー基材などの任意の好適な基材を使用してよい。入口から出口まで本質的に直線の通路である流路は、流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コーティングされている壁によって画定される。モノリス基材の流路は、台形、長方形、正方形、正弦曲線、六角形、楕円形、円形などの任意の好適な断面形状の薄壁チャネルである。このような構造体は、断面１平方インチ当たり約６０～約１２００個またはそれ以上のガス入口開口部（すなわち、「セル」）（ｃｐｓｉ）、より一般的には約３００～９００ｃｐｓｉを有する。フロースルー基材の壁厚は様々であり得るが、典型的な範囲は、０．００２～０．１インチである。代表的な市販のフロースルー基材は、４００ｃｐｓｉおよび６ミルの壁厚、または６００ｃｐｓｉおよび４ミルの壁厚を有するコージライト基材である。しかし、本発明は、特定の基材の種類、材料、または形状に限定されないことが理解されるであろう。代替的な実施形態において、基材は、ウォールフロー基材であってもよく、各流路は、基材本体の一端において非多孔質プラグで遮断され、流路は、交互に対向する端面で遮断される。これは、ガスがウォールフロー基材の多孔質壁を通って流れて、出口に到達することを必要とする。そのようなモノリス基材は、最大約７００ｃｐｓｉまたはそれ以上、例えば約１００～４００ｃｐｓｉ、より典型的には約２００～約３００ｃｐｓｉを含有することができる。セルの断面形状は、上述したように様々であり得る。ウォールフロー基材は、典型的には、０．００２～０．１インチの壁厚を有する。代表的な市販のウォールフロー基材は、多孔質コージライトから構築され、その例は、２００ｃｐｓｉおよび１０ミルの壁厚または３００ｃｐｓｉおよび８ミルの壁厚、ならびに４５～６５％の壁孔隙率を有する。チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、および窒化ケイ素などの他のセラミック材料も、ウォールフローフィルタ基材として使用される。しかし、本発明は、特定の基材の種類、材料、または形状に限定されないことが理解されるであろう。基材がウォールフロー基材である場合、触媒組成物は、壁の表面上に配置されることに加えて、多孔質壁の細孔構造内に浸透することができる（すなわち、細孔開口部を部分的または完全に塞ぐ）ことに留意されたい。一実施形態において、基材は、フロースルーセラミックハニカム構造、ウォールフローセラミックハニカム構造、または金属ハニカム構造を有する。
【0041】
図２Ａおよび図２Ｂは、本明細書に記載のウォッシュコート組成物でコーティングされたフロースルー基材の形態の例示的な基材２を示す。図２Ａを参照すると、例示的な基材２は、円筒形状を有し、円筒外面４と、上流端面６と、端面６と同一である対応する下流端面８とを有する。基材２には、複数の微細で平行なガス流路１０がその中に形成されている。図２Ｂから分かるように、流路１０は壁１２によって形成され、基材２を通って上流端面６から下流端面８まで延在し、流路１０は、ガス流路１０を介して基材２を長手方向に通る流体、例えばガス流が流れることができるように閉塞していない。図２Ｂでより容易に分かるように、壁１２は、ガス流路１０が実質的に正多角形の形状を有するように寸法決めされ、構成される。図示の通り、ウォッシュコート組成物は、所望であれば、複数の別個の層で適用することができる。図示されている実施形態では、ウォッシュコートは、基材部材の壁１２に接着している別個の第１のウォッシュコート層１４と、第１のウォッシュコート層１４上にコーティングされている第２の別個のウォッシュコート層１６とからなる。一実施形態では、本願で請求される本発明はまた、２層以上（例えば、３層または４層）のウォッシュコート層でも実施され、図示されている２層実施形態には限定されない。
【0042】
図３は、本明細書に記載のウォッシュコート組成物でコーティングされたウォールフローフィルタ基材の形態の例示的な基材２を示す。図３から分かるように、例示的な基材２は複数の通路５２を有する。通路は、フィルタ基材の内壁５３によって管状に囲まれている。基材は、入口端５４および出口端５６を有する。交互の通路は、入口端において入口プラグ５８で塞がれ、出口端において出口プラグ６０で塞がれて、入口５４および出口５６において対向する市松模様を形成する。ガス流６２は、塞がれていないチャネル入口６４を通って入り、出口プラグ６０によって止められ、チャネル壁５３（多孔質である）を通って出口側６６に拡散する。ガスは、入口プラグ５８のために壁の入口側に戻ることができない。本発明で使用される多孔質ウォールフローフィルタは、上記要素の壁がその上に１つ以上の触媒材料を有するか、またはその中に１つ以上の触媒材料を含有するという点で触媒される。触媒材料は、要素壁の入口側のみ、出口側のみ、入口側および出口側の両方に存在してもよく、または壁自体が触媒材料の全部または一部からなっていてもよい。本発明は、要素の入口壁および／または出口壁上に触媒材料の１つ以上の層を使用することを含む。
【0043】
基材上のウォッシュコート：
ボトムコート：
ボトムウォッシュコートは、基材上に堆積する。好ましくは、ボトムウォッシュコートは、基材の表面の９０～１００％を覆う。より好ましくは、ボトムウォッシュコートは、基材の表面の９５～１００％を覆い、さらにより好ましくは、ボトムウォッシュコートは、基材のアクセス可能な表面全体を覆う。「アクセス可能な表面」という用語は、含浸技術のような触媒調製の分野で使用される従来のコーティング技術で覆うことができる基材の表面を指す。
ボトムコート：
ボトムウォッシュコートは、基材上に堆積する。好ましくは、ボトムウォッシュコートは、基材の表面の９０～１００％を覆う。より好ましくは、ボトムウォッシュコートは、基材の表面の９５～１００％を覆い、さらにより好ましくは、ボトムウォッシュコートは、基材のアクセス可能な表面全体を覆う。「アクセス可能な表面」という用語は、含浸技術のような触媒調製の分野で使用される従来のコーティング技術で覆うことができる基材の表面を指す。
【0044】
ボトムウォッシュコートは、ゾーン型構成を有し、当該ゾーン型構成は、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含む。
【0045】
好ましくは、第１のゾーンおよび第２のゾーンは合わせて基材の長さの５０～１００％を覆う。より好ましくは、第１および第２のゾーンは合わせて基材の長さの９０～１００％を覆い、さらにより好ましくは、第１および第２のゾーンは合わせて基材の全長を覆う。
【0046】
好ましくは、第１のゾーンは入口から基材の全長の１０～９０％を覆い、第２のゾーンは出口から基材の全長の９０～１０％を覆うが、第１のゾーンおよび第２のゾーンは合わせて基材の長さの２０～１００％を覆う。より好ましくは、第１のゾーンは入口から基材の全長の２０～８０％を覆い、第２のゾーンは出口から基材の全長の８０～２０％を覆うが、第１のゾーンおよび第２のゾーンは合わせて基材の長さの４０～１００％を覆う。さらにより好ましくは、第１のゾーンは入口から基材の全長の３０～７０％を覆い、第２のゾーンは出口から基材の全長の７０～３０％を覆うが、第１のゾーンおよび第２のゾーンは合わせて基材の長さの６０～１００％を覆う。さらに最も好ましくは、第１のゾーンは入口から基材の全長の４０～５０％を覆い、第２のゾーンは出口から基材の全長の５０～４０％を覆うが、第１のゾーンおよび第２のゾーンは合わせて基材の長さの８０～１００％を覆う。
【0047】
ボトムコートにおける第１のゾーン：
ボトムウォッシュコートにおける第１のゾーンは、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含む。本出願を通して「担持された」という用語は、不均一触媒の分野における一般的な意味を有する。一般に、「担持された」という用語は、支持体材料に付着した触媒活性種またはそのそれぞれの前駆体を指す。支持体材料は、不活性であってもよく、または触媒反応に関与してもよい。一般的な担持触媒は、含浸法または共沈法および任意選択でその後のか焼によって調製される。
ボトムウォッシュコートにおける第１のゾーンは、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含む。本出願を通して「担持された」という用語は、不均一触媒の分野における一般的な意味を有する。一般に、「担持された」という用語は、支持体材料に付着した触媒活性種またはそのそれぞれの前駆体を指す。支持体材料は、不活性であってもよく、または触媒反応に関与してもよい。一般的な担持触媒は、含浸法または共沈法および任意選択でその後のか焼によって調製される。
【0048】
第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～９０重量％の範囲である。好ましくは、第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて２０～８０重量％の範囲である。より好ましくは、第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて３０～７０重量％の範囲である。
【0049】
セリア－ジルコニア混合酸化物は、好ましくは、第１のゾーンに存在するセリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約２０～５０重量％の量のＣｅＯ２として計算されるセリア、および第１のゾーンに存在するセリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約５０～約８０重量％の量のＺｒＯ２として計算されるジルコニアを含む。より好ましくは、セリア－ジルコニア混合酸化物は、第１のゾーンに存在するセリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約３０～５０重量％の量のＣｅＯ２として計算されるセリア、および第１のゾーンに存在するセリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約５０～約７０重量％の量のＺｒＯ２として計算されるジルコニアを含む。
【0050】
第１のゾーンにおけるアルミナの量は、好ましくは、ウォッシュコートの総重量に基づいて５．０～９０重量％の範囲である。より好ましくは、第１のゾーンにおけるアルミナの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～８０重量％の範囲である。より好ましくは、第１のゾーンにおけるアルミナの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～７０重量％の範囲である。
【0051】
第１のゾーンにおいて、パラジウムは、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持される。第１のゾーンにおけるパラジウムの量は、好ましくは、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて５０～１００重量％である。好ましくは、第１のゾーンにおけるパラジウムの量は、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％である。より好ましくは、第１のゾーンにおけるパラジウムの量は、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて８０～１００重量％である。
【0052】
あるいは、パラジウムはアルミナに担持される。さらに、パラジウムは、両方の支持体材料、すなわちセリア－ジルコニア混合酸化物およびアルミナに担持され得る。セリア－ジルコニア混合酸化物上に分布するパラジウムの量は、第１のゾーンに存在する全パラジウムの４０～８０％であり、アルミナ上に分布するパラジウムの量は、第１のゾーンに存在する全パラジウムの２０～６０％である。好ましくは、パラジウムはセリア－ジルコニア混合酸化物およびアルミナ上に均等に分布する。
【0053】
好ましくは、第１のゾーンは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金をさらに含む。第１のゾーンにおける白金の量は、好ましくは、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて０．０１～５０重量％である。より好ましくは、第１のゾーンにおける白金の量は、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて１．０～３０重量％である。より好ましくは、第１のゾーンにおける白金の量は、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５．０～２５重量％である。
【0054】
好ましくは、第１のゾーンにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１．０～８０重量％の範囲である。より好ましくは、第１のゾーンにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～７０重量％の範囲である。より好ましくは、第１のゾーンにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～５０重量％の範囲である。
【0055】
好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて１．０～５０重量％である。より好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～５０重量％である。より好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～３０重量％である。さらにより好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて８．０～２０重量％である。
【0056】
ボトムコートにおける第２のゾーン：
ボトムウォッシュコートにおける第２のゾーンは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む。好ましくは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金の量は、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５０～１００重量％の量である。好ましくは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金の量は、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて７５～１００重量％の量である。
ボトムウォッシュコートにおける第２のゾーンは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む。好ましくは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金の量は、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５０～１００重量％の量である。好ましくは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金の量は、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて７５～１００重量％の量である。
【0057】
好ましくは、第２のゾーンにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１．０～８０重量％の範囲である。より好ましくは、第２のゾーンにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～７０重量％の範囲である。より好ましくは、第２のゾーンにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～５０重量％の範囲である。
【0058】
好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて１．０～５０重量％である。より好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～５０重量％である。より好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～３０重量％である。さらにより好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて８．０～２０重量％である。
【0059】
ボトムウォッシュコートにおける第２のゾーンは、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含む。好ましくは、第２のゾーンは、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて０．０１～５０重量％の、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムを含む。より好ましくは、第２のゾーンは、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて１．０～３０重量％の、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムを含む。より好ましくは、第２のゾーンは、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて５．０～２５重量％の、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムを含む。
【0060】
好ましくは、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～９０重量％の範囲である。より好ましくは、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて２０～８０重量％の範囲である。より好ましくは、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて３０～７０重量％の範囲である。
【0061】
好ましくは、セリア－ジルコニア混合酸化物は、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約２０～５０重量％の量のＣｅＯ２として計算されるセリア、およびセリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約５０～約８０重量％の量のＺｒＯ２として計算されるジルコニアを含む。より好ましくは、セリア－ジルコニア混合酸化物は、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約３０～５０重量％の量のＣｅＯ２として計算されるセリア、およびセリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約５０～約７０重量％の量のＺｒＯ２として計算されるジルコニアを含む。
【0062】
好ましくは、第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の総量は、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の総量に等しい。すなわち、第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物に対する重量比は、１：１である。より好ましくは、第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の総量は、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の総量よりも多い。より好ましくは、第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニアの総量は、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニアの総量と比較して、少なくとも１．１～１．５倍多い。すなわち、第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物に対する重量比は、１．１：１．０～１．５：１である。セリア－ジルコニア（ＣＺＯ）負荷を増加させると共に、入口ゾーンをＰｄリッチにすると、ＮＭＨＣ性能の改善が観察される。これらの知見は、ＰｔによるＰｄの５０％置換を達成するために、入口ゾーンにおけるＰｄリッチなゾーン型ウォッシュコート構造およびＯＳＣブーストを使用することの実現可能性を示した。
【0063】
トップウォッシュコート：
トップウォッシュコートは、ボトムコート上に堆積する。好ましくは、トップウォッシュコートは、ボトムコートの表面の１０～１００％を覆う。好ましくは、トップウォッシュコートは基材の表面の５０～１００％を覆い、より好ましくは、トップウォッシュコートは基材の表面の９０～１００％を覆い、さらにより好ましくは、トップウォッシュコートは基材のアクセス可能な表面全体を覆う。
トップウォッシュコートは、ボトムコート上に堆積する。好ましくは、トップウォッシュコートは、ボトムコートの表面の１０～１００％を覆う。好ましくは、トップウォッシュコートは基材の表面の５０～１００％を覆い、より好ましくは、トップウォッシュコートは基材の表面の９０～１００％を覆い、さらにより好ましくは、トップウォッシュコートは基材のアクセス可能な表面全体を覆う。
【0064】
トップウォッシュコートは、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む。アルミナは、好ましくは、アルミナ、ランタナ－アルミナ、チタニア－アルミナ、セリア－ジルコニア－アルミナ、ジルコニア－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、またはそれらの任意の組み合わせから選択される。アルミナに、バリウム、ランタナ、ジルコニア、ネオジミアン、イットリア、またはチタニアから選択されるドーパントをドープしてもよく、当該ドーパントの量は、アルミナおよびドーパントの総重量に基づいて１．０～３０重量％である。
【0065】
トップウォッシュコートにおけるアルミナの量は、好ましくは、ウォッシュコートの総重量に基づいて１．０～８０重量％である。より好ましくは、トップウォッシュコートにおけるアルミナの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて５．０～７０重量％である。より好ましくは、トップウォッシュコートにおけるアルミナの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて５．０～５０重量％である。
【0066】
トップウォッシュコートにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、好ましくは、ウォッシュコートの総重量に基づいて１．０～８０重量％の範囲である。好ましくは、トップウォッシュコートにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～７０重量％の範囲である。より好ましくは、トップウォッシュコートにおけるセリア－アルミナ複合体の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～５０重量％の範囲である。好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて１．０～５０重量％である。より好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～５０重量％である。より好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～３０重量％である。さらにより好ましくは、セリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアの量は、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて８．０～２０重量％である。
【0067】
トップウォッシュコートおよび／またはボトムウォッシュコートは、１つ以上の助触媒をさらに含む。本明細書で使用される場合、「助触媒」という用語は、意図的に添加された助触媒を有さない触媒と比較して、触媒の活性を高めるために支持体材料に意図的に添加される成分を指す。例示的な助触媒としては、酸化バリウムまたは酸化ストロンチウムが挙げられる。
【0068】
加えて、トップウォッシュコートおよび／またはボトムウォッシュコートは、アルミナ、コロイドアルミナ、シリカ、酢酸ジルコニウム、コロイドジルコニア、もしくは水酸化ジルコニウムの形態のバインダー、会合性増粘剤、および／または界面活性剤（アニオン性、カチオン性、非イオン性、または両性界面活性剤を含む）を更に含有してもよい。他の例示的なバインダーとしては、ベーマイト、ガンマ－アルミナ、またはデルタ／シータアルミナ、ならびにシリカゾルが挙げられる。存在する場合、バインダーは、典型的には、ウォッシュコートの総重量の約１．０～５．０重量％の量で使用される。バインダーとして使用されるアルミナは、支持体材料として使用されるアルミナとは別のものとみなされる。
【0069】
好ましくは、パラジウムの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０２～２重量％の範囲である。より好ましくは、パラジウムの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０５～１．５重量％の範囲である。より好ましくは、パラジウムの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０５～１．０重量％の範囲である。好ましくは、白金の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０２～２重量％の範囲である。より好ましくは、白金の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０５～１．５重量％の範囲である。より好ましくは、白金の量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０５～１．０重量％の範囲である。
【0070】
好ましくは、ロジウムの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０１～０．５重量％の範囲である。より好ましくは、ロジウムの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０５～０．５重量％の範囲である。より好ましくは、ロジウムの量は、ウォッシュコートの総重量に基づいて０．０５～０．３重量％の範囲である。
【0071】
触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率は９：１～１：１３である。好ましくは、触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率は３：１～１：１である。ロジウムのパラジウムに対する重量比率は１：１００～１：３である。ロジウムの白金に対する重量比率は１：１００～１：３である。
【0072】
触媒物品の調製：
本発明の別の態様では、本明細書で上述した触媒物品を調製するプロセスも提供される。プロセスは、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含むボトムウォッシュコート、ならびにトップウォッシュコートを調製することを含む。第１のゾーンは、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含む第１のスラリーを調製し、当該第１のスラリーを基材の第１の部分にコーティングすることによって得られる。第２のゾーンは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む第２のスラリーを調製し、当該第２のスラリーを基材の第２の部分にコーティングすることによって得られる。トップウォッシュコートは、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む第３のスラリーをボトムコート上に堆積させることによって調製される。次の工程では、基材を、４００～７００℃の範囲の温度でか焼に供する。触媒物品の調製は、パラジウム、白金／およびまたはロジウム前駆体溶液などの活性金属溶液を微粒子形態の支持体材料に含浸させることを含む。本明細書で使用される場合、「含浸された」または「含浸」は、支持体材料の多孔質構造内への触媒材料の浸透を指す。含浸またはスラリーの調製を行うために使用される技術としては、インシピエントウェットネス技術（Ａ）、共沈技術（Ｂ）、および共含浸技術（Ｃ）が挙げられる。
本発明の別の態様では、本明細書で上述した触媒物品を調製するプロセスも提供される。プロセスは、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含むボトムウォッシュコート、ならびにトップウォッシュコートを調製することを含む。第１のゾーンは、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含む第１のスラリーを調製し、当該第１のスラリーを基材の第１の部分にコーティングすることによって得られる。第２のゾーンは、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む第２のスラリーを調製し、当該第２のスラリーを基材の第２の部分にコーティングすることによって得られる。トップウォッシュコートは、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む第３のスラリーをボトムコート上に堆積させることによって調製される。次の工程では、基材を、４００～７００℃の範囲の温度でか焼に供する。触媒物品の調製は、パラジウム、白金／およびまたはロジウム前駆体溶液などの活性金属溶液を微粒子形態の支持体材料に含浸させることを含む。本明細書で使用される場合、「含浸された」または「含浸」は、支持体材料の多孔質構造内への触媒材料の浸透を指す。含浸またはスラリーの調製を行うために使用される技術としては、インシピエントウェットネス技術（Ａ）、共沈技術（Ｂ）、および共含浸技術（Ｃ）が挙げられる。
【0073】
不均一材料、すなわち触媒の合成には、一般に、キャピラリー含浸またはドライ含浸とも呼ばれるインシピエントウェットネス含浸技術が使用される。典型的には、金属前駆体を水溶液または有機溶液に溶解させ、次いで、金属含有溶液を、添加した溶液の容積と同じ細孔容積を含有する触媒支持体に添加する。毛管作用により、溶液が支持体の細孔に引き込まれる。支持体細孔容積を超えて添加された溶液は、溶液輸送を毛管作用プロセスからはるかに遅い拡散プロセスへと変化させる。触媒を乾燥させ、か焼して溶液内の揮発性成分を除去し、触媒支持体の表面上に金属を堆積させる。含浸された材料の濃度プロファイルは、含浸および乾燥中の細孔内の物質移動条件に依存する。
【0074】
支持体粒子は、典型的には、実質的に全ての溶液を吸収して湿った固形物を形成するのに十分な程度乾燥している。典型的には、塩化ロジウム、硝酸ロジウム（例えば、Ｒｕ（Ｎ０）３およびその塩）、酢酸ロジウム、またはロジウムが活性金属であるそれらの組み合わせ、および硝酸パラジウム、パラジウムテトラアミン、酢酸パラジウム、またはパラジウムが活性金属であるそれらの組み合わせなどの、活性金属の水溶性化合物または錯体の水溶液が利用される。支持体粒子を活性金属溶液で処理した後、高温（例えば、１００～１５０℃）で一定時間（例えば、１～３時間）粒子を熱処理するなどして粒子を乾燥させ、次いで、か焼して活性金属をより触媒的に活性な形態に変換する。例示的なか焼プロセスは、空気中約４００～５５０℃の温度で１０分～３時間熱処理することを含む。上記のプロセスは、所望のレベルの活性金属含浸を達成するために必要に応じて繰り返してもよい。
【0075】
基材コーティング：
上記の触媒組成物は、典型的には、上記のような触媒粒子の形態で調製される。ハニカム型基材などの触媒基材をコーティングするために、これらの触媒粒子を水と混合してスラリーを形成する。触媒粒子に加えて、スラリーは、任意選択で、アルミナ、シリカ、酢酸ジルコニウム、コロイドジルコニア、もしくは水酸化ジルコニウムの形態のバインダー、会合性増粘剤、および／または界面活性剤（アニオン性、カチオン性、非イオン性、または両性界面活性剤を含む）を含有してもよい。他の例示的なバインダーとしては、ベーマイト、ガンマ－アルミナ、またはデルタ／シータアルミナ、ならびにシリカゾルが挙げられる。存在する場合、バインダーは、典型的には、総ウォッシュコート負荷の約１～５重量％の量で使用される。それに応じてｐＨを調整するために、スラリーへの酸性種または塩基性種の添加が行われる。例えば、いくつかの実施形態において、スラリーのｐＨは、水酸化アンモニウム、硝酸水溶液、または酢酸の添加によって調整される。スラリーの典型的なｐＨ範囲は、約３～１２である。スラリーを粉砕して、粒径を小さくし、粒子の混合を促進することができる。粉砕は、ボールミル、連続ミル、または他の同様の装置で達成され、スラリーの固形分含有量は、例えば、約２０～６０重量％、より具体的には約２０～４０重量％であってよい。一実施形態において、粉砕後スラリーは、約１０～約４０マイクロメートル、好ましくは１０～約３０マイクロメートル、より好ましくは約１０～約１５マイクロメートルのＤ９０粒径を特徴とする。Ｄ９０は、専用の粒径分析器を使用して求められる。この例で使用される装置は、レーザー回折を使用して小容量スラリー中の粒径を測定する。典型的にはマイクロメートル単位のＤ９０は、粒子数の９０％がその値未満の直径を有することを意味する。
上記の触媒組成物は、典型的には、上記のような触媒粒子の形態で調製される。ハニカム型基材などの触媒基材をコーティングするために、これらの触媒粒子を水と混合してスラリーを形成する。触媒粒子に加えて、スラリーは、任意選択で、アルミナ、シリカ、酢酸ジルコニウム、コロイドジルコニア、もしくは水酸化ジルコニウムの形態のバインダー、会合性増粘剤、および／または界面活性剤（アニオン性、カチオン性、非イオン性、または両性界面活性剤を含む）を含有してもよい。他の例示的なバインダーとしては、ベーマイト、ガンマ－アルミナ、またはデルタ／シータアルミナ、ならびにシリカゾルが挙げられる。存在する場合、バインダーは、典型的には、総ウォッシュコート負荷の約１～５重量％の量で使用される。それに応じてｐＨを調整するために、スラリーへの酸性種または塩基性種の添加が行われる。例えば、いくつかの実施形態において、スラリーのｐＨは、水酸化アンモニウム、硝酸水溶液、または酢酸の添加によって調整される。スラリーの典型的なｐＨ範囲は、約３～１２である。スラリーを粉砕して、粒径を小さくし、粒子の混合を促進することができる。粉砕は、ボールミル、連続ミル、または他の同様の装置で達成され、スラリーの固形分含有量は、例えば、約２０～６０重量％、より具体的には約２０～４０重量％であってよい。一実施形態において、粉砕後スラリーは、約１０～約４０マイクロメートル、好ましくは１０～約３０マイクロメートル、より好ましくは約１０～約１５マイクロメートルのＤ９０粒径を特徴とする。Ｄ９０は、専用の粒径分析器を使用して求められる。この例で使用される装置は、レーザー回折を使用して小容量スラリー中の粒径を測定する。典型的にはマイクロメートル単位のＤ９０は、粒子数の９０％がその値未満の直径を有することを意味する。
【0076】
スラリーは、当技術分野で公知の任意のウォッシュコート技術を用いて触媒基材上にコーティングされる。例えば、触媒基材は、スラリー中に１回以上浸漬されるか、さもなければスラリーでコーティングされる。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分～３時間）乾燥させ、次いで、例えば４００～７００℃で、典型的には約１０分～約３時間加熱することによってか焼する。乾燥およびか焼の後、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される。
【0077】
か焼後、上述のウォッシュコート技術によって得られた触媒負荷は、基材の被覆重量と非被覆重量との差を計算することによって求めることができる。当業者には明らかなように、触媒負荷は、スラリーレオロジーを変化させることによって変更することができる。加えて、ウォッシュコートを生成するためのコーティング／乾燥／か焼プロセスは、所望の負荷レベルまたは厚さまでコーティングを構築するために必要に応じて繰り返してもよく、これは、１つを超えるウォッシュコートを適用してもよいことを意味する。
【0078】
コーティングされた基材を熱処理に供することによって、コーティングされた基材をエージングしてもよい。例えば、エージングは、約８５０℃～約１０５０℃の温度、蒸気の存在下、ガソリンエンジン排気条件下で５０～３００時間行われる。このように、本発明によれば、エージングされた触媒物品が提供される。セリア－アルミナ複合体のような有効な支持体材料は、エージング（例えば、約８５０℃～約１０５０℃、蒸気の存在下で約５～３００時間のエージング）の際に、それらの細孔容積の高い割合（例えば、約５０～１００％）を維持する。
【0079】
排出物処理システム：
本発明の別の態様においては、内燃エンジン用の排気ガス処理システムであって、本明細書で上述した触媒物品を含む、システム、も提供される。一例において、システムは、本願で特許請求される発明による触媒物品と、追加の白金族金属系三元変換（ＴＷＣ）触媒物品とを含む。本発明の触媒物品は、密結合位置に配置してよい。密結合触媒は、できる限り早く反応温度に達することができるようにするためにエンジンの近くに配置される。一般に、密結合触媒は、エンジンの３フィート以内、より具体的には１フィート以内、さらにより具体的にはエンジンから６インチ未満に配置される。密結合触媒は、排気ガスマニホールドに直接取り付けられることが多い。密結合触媒は、エンジンに近接しているため、高温で安定である必要がある。本発明の触媒物品はまた、排気ガス排出物を処理するための１つ以上の追加の構成要素を含む統合排気システムの一部として使用することもできる。例えば、排出処理システムとしても知られている排気システムは、密結合ＴＷＣ触媒、床下ＴＷＣ触媒、触媒化スートフィルター（catalysed soot filter、ＣＳＦ）構成要素、および／または選択的接触還元（selective catalytic reduction、ＳＣＲ）触媒物品をさらに含んでいてもよい。構成要素の前述のリストは、単なる例示であり、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
本発明の別の態様においては、内燃エンジン用の排気ガス処理システムであって、本明細書で上述した触媒物品を含む、システム、も提供される。一例において、システムは、本願で特許請求される発明による触媒物品と、追加の白金族金属系三元変換（ＴＷＣ）触媒物品とを含む。本発明の触媒物品は、密結合位置に配置してよい。密結合触媒は、できる限り早く反応温度に達することができるようにするためにエンジンの近くに配置される。一般に、密結合触媒は、エンジンの３フィート以内、より具体的には１フィート以内、さらにより具体的にはエンジンから６インチ未満に配置される。密結合触媒は、排気ガスマニホールドに直接取り付けられることが多い。密結合触媒は、エンジンに近接しているため、高温で安定である必要がある。本発明の触媒物品はまた、排気ガス排出物を処理するための１つ以上の追加の構成要素を含む統合排気システムの一部として使用することもできる。例えば、排出処理システムとしても知られている排気システムは、密結合ＴＷＣ触媒、床下ＴＷＣ触媒、触媒化スートフィルター（catalysed soot filter、ＣＳＦ）構成要素、および／または選択的接触還元（selective catalytic reduction、ＳＣＲ）触媒物品をさらに含んでいてもよい。構成要素の前述のリストは、単なる例示であり、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【0080】
本発明の別の態様では、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を処理する方法であって、当該排気流を本発明による触媒物品または本発明による排気ガス処理システムと接触させることを含む、方法、も提供される。本発明はまた、ガス状排気流中の炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のレベルを低下させる方法であって、ガス状排気流を本発明による触媒物品または本発明による排気ガス処理システムと接触させて、排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のレベルを低下させることを含む、方法、も提供する。
【0081】
本発明の別の態様では、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を浄化するための、本願で特許請求される発明による触媒物品または排気ガス処理システムの使用も提供される。
【0082】
本発明を以下の実施形態によって更に説明する。各実施形態の特徴は、適切かつ実用的である場合、他の実施形態のいずれかと組み合わせることができる。
【0083】
実施形態１
本願で特許請求される発明は、基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含み
当該ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、
当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、
当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、
当該トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、触媒物品を提供する。
本願で特許請求される発明は、基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含み
当該ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、
当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、
当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、
当該トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、触媒物品を提供する。
【0084】
実施形態２
第２のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含み、トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第２のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含み、トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0085】
実施形態３
第１のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金をさらに含み、第２のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金をさらに含み、第２のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0086】
実施形態４
第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムとセリア－アルミナ複合体に担持された白金とを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、トップウォッシュコートが、アルミナまたはセリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムとセリア－アルミナ複合体に担持された白金とを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0087】
実施形態５
第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物およびアルミナのそれぞれに担持されたパラジウムを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンが、セリア－ジルコニア混合酸化物およびアルミナのそれぞれに担持されたパラジウムを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0088】
実施形態６
第１のゾーンが、入口から基材全長の１０～９０％を覆い、第２のゾーンが、出口から基材全長の１０～９０％を覆い、トップウォッシュコートが、入口からボトムウォッシュコート全長の１０～１００％を覆う、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンが、入口から基材全長の１０～９０％を覆い、第２のゾーンが、出口から基材全長の１０～９０％を覆い、トップウォッシュコートが、入口からボトムウォッシュコート全長の１０～１００％を覆う、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0089】
実施形態７
第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆う、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆う、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0090】
実施形態８
第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量が、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量が、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0091】
実施形態９
第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物に対する重量比が、１．１：１．０～１．５：１である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の、第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物に対する重量比が、１．１：１．０～１．５：１である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0092】
実施形態１０
第１のゾーンおよび／またはトップウォッシュコート中に存在するアルミナに、バリウム、ランタナ、ジルコニア、ネオジミアン、イットリア、またはチタニアから選択されるドーパントをドープし、当該ドーパントの量が、アルミナおよびドーパントの総重量に基づいて１．０～３０重量％である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンおよび／またはトップウォッシュコート中に存在するアルミナに、バリウム、ランタナ、ジルコニア、ネオジミアン、イットリア、またはチタニアから選択されるドーパントをドープし、当該ドーパントの量が、アルミナおよびドーパントの総重量に基づいて１．０～３０重量％である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0093】
実施形態１１
第１のゾーンおよび／またはトップウォッシュコート中に存在するアルミナが、アルミナ、ランタナ－アルミナ、チタニア－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、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンおよび／またはトップウォッシュコート中に存在するアルミナが、アルミナ、ランタナ－アルミナ、チタニア－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、またはそれらの任意の組み合わせから選択される、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0094】
実施形態１２
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のセリアの量が、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～３０重量％である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のセリアの量が、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～３０重量％である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0095】
実施形態１３
第１のゾーンが、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて５０～１００重量％の量でセリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、第２のゾーンが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５０～１００重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、当該第２のゾーンが、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて０～５０重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含み、当該第１のゾーンが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて０～５０重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金をさらに含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンが、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて５０～１００重量％の量でセリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたはその両方に担持されたパラジウムを含み、第２のゾーンが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５０～１００重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、当該第２のゾーンが、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて０～５０重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物に担持されたパラジウムをさらに含み、当該第１のゾーンが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて０～５０重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金をさらに含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0096】
実施形態１４
第１のゾーンが、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でセリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたは両方に担持されたパラジウムを含み、第２のゾーンが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて７５～１００重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
第１のゾーンが、ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でセリア－ジルコニア混合酸化物もしくはアルミナまたは両方に担持されたパラジウムを含み、第２のゾーンが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて７５～１００重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0097】
実施形態１５
ボトムウォッシュコートが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５０～１００重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、トップウォッシュコートが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて０～５０重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
ボトムウォッシュコートが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて５０～１００重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金を含み、トップウォッシュコートが、ウォッシュコートにおける白金の総重量に基づいて０～５０重量％の量でセリア－アルミナ複合体に担持された白金を含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0098】
実施形態１６
パラジウムの量がウォッシュコートの総重量に基づいて０．０２～２重量％の範囲であり、白金の量がウォッシュコートの総重量に基づいて０．０２～２重量％の範囲であり、ロジウムの量がウォッシュコートの総重量に基づいて０．０１～０．５重量％の範囲である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
パラジウムの量がウォッシュコートの総重量に基づいて０．０２～２重量％の範囲であり、白金の量がウォッシュコートの総重量に基づいて０．０２～２重量％の範囲であり、ロジウムの量がウォッシュコートの総重量に基づいて０．０１～０．５重量％の範囲である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0099】
実施形態１７
触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が９：１～１：１３である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が９：１～１：１３である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0100】
実施形態１８
触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0101】
実施形態１９
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体のＣｅＯ２として計算されるセリアが、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて１．０～５０重量％であり、好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～５０重量％であり、より好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５～３０重量％であり、さらにより好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて８～２０重量％である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体のＣｅＯ２として計算されるセリアが、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて１．０～５０重量％であり、好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５．０～５０重量％であり、より好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて５～３０重量％であり、さらにより好ましくは、トップおよび／またはボトムウォッシュコート中に存在するセリア－アルミナ複合体中のＣｅＯ２として計算されるセリアが、セリア－アルミナ複合体の総重量に基づいて８～２０重量％である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0102】
実施形態２０
セリア－ジルコニア混合酸化物が、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約２０～５０重量％の量のＣｅＯ２として計算されるセリア、およびセリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約４０～約８０重量％の量のＺｒＯ２として計算されるジルコニアを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
セリア－ジルコニア混合酸化物が、セリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約２０～５０重量％の量のＣｅＯ２として計算されるセリア、およびセリア－ジルコニア混合酸化物の総重量に基づいて約４０～約８０重量％の量のＺｒＯ２として計算されるジルコニアを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0103】
実施形態２１
セリア－ジルコニア混合酸化物が、ランタナ、チタニア、ハフニア、マグネシア、カルシア、ストロンチア、バリア、イットリウム、ハフニウム、プラセオジム、ネオジム、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるドーパントを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
セリア－ジルコニア混合酸化物が、ランタナ、チタニア、ハフニア、マグネシア、カルシア、ストロンチア、バリア、イットリウム、ハフニウム、プラセオジム、ネオジム、またはそれらの任意の組み合わせから選択されるドーパントを含む、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0104】
実施形態２２
基材が、セラミック基材、金属基材、セラミック発泡体基材、ポリマー発泡体基材、または織物繊維基材から選択される、本願で特許請求される発明による触媒物品。
基材が、セラミック基材、金属基材、セラミック発泡体基材、ポリマー発泡体基材、または織物繊維基材から選択される、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0105】
実施形態２３
セリア－ジルコニア混合酸化物の量が、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～９０重量％の範囲内であり、アルミナの量が、ウォッシュコートの総重量に基づいて５．０～９９重量％の範囲内であり、セリア－アルミナ複合体の量が、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～８０重量％の範囲内である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
セリア－ジルコニア混合酸化物の量が、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～９０重量％の範囲内であり、アルミナの量が、ウォッシュコートの総重量に基づいて５．０～９９重量％の範囲内であり、セリア－アルミナ複合体の量が、ウォッシュコートの総重量に基づいて１０～８０重量％の範囲内である、本願で特許請求される発明による触媒物品。
【0106】
実施形態２４：
本願で特許請求される発明による触媒物品であって、基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含み、当該ボトムウォッシュコートがゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよびセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムを含み、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金およびセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムを含み、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含み、当該触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１である、触媒物品。
本願で特許請求される発明による触媒物品であって、基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含み、当該ボトムウォッシュコートがゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよびセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムを含み、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金およびセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムを含み、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含み、当該触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１である、触媒物品。
【0107】
実施形態２５：
基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含む触媒物品であって、当該ボトムウォッシュコートがゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよび安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムを含み、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金および安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムを含み、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含み、当該触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１であり、当該第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量が、当該第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、触媒物品。
基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含む触媒物品であって、当該ボトムウォッシュコートがゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよび安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムを含み、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金および安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムを含み、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムを含み、当該触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１であり、当該第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量が、当該第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、触媒物品。
【0108】
実施形態２６：
基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含む、触媒物品であって、当該ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、
当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよび安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金および安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムのからなり、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムからなる、触媒物品。
基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含む、触媒物品であって、当該ボトムウォッシュコートが、ゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、
当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよび安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金および安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムのからなり、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムからなる、触媒物品。
【0109】
実施形態２７：
基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含む触媒物品であって、当該ボトムウォッシュコートがゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよび安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金および安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムからなり、当該触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１であり、当該第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量が、当該第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、触媒物品。
基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含む触媒物品であって、当該ボトムウォッシュコートがゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよび安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金および安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムからなり、当該触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１であり、当該第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量が、当該第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、触媒物品。
【0110】
実施形態２８：
基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含む触媒物品であって、当該ボトムウォッシュコートがゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよび安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金および安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムおよびパラジウムからなり、当該触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１であり、当該第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量が、当該第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、触媒物品。
基材と、当該基材上に堆積したボトムウォッシュコートと、当該ボトムコート上に堆積したトップウォッシュコートと、を含む触媒物品であって、当該ボトムウォッシュコートがゾーン型構成を含み、当該ゾーン型構成が、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含み、当該第１のゾーンが、入口から基材全長の３０～５０％を覆い、当該第２のゾーンが、出口から基材全長の５０～７０％を覆い、当該第１のゾーンが、当該ウォッシュコートにおけるパラジウムの総重量に基づいて７５～１００重量％の量でアルミナおよび安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該第２のゾーンが、セリア－アルミナ複合体上に含浸された白金および安定化セリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸されたパラジウムからなり、当該トップウォッシュコートが、セリア－アルミナ複合体に担持されたロジウムおよびパラジウムからなり、当該触媒物品中のパラジウムの白金に対する重量比率が３：１～１：１であり、当該第１のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量が、当該第２のゾーンにおけるセリア－ジルコニア混合酸化物の量よりも多い、触媒物品。
【0111】
本願で特許請求される発明の態様は、以下の実施例によってより十分に説明され、これらの実施例は、本発明の特定の態様を説明するために記載されており、それらを限定するとして解釈されるべきではない。
【0112】
全ての触媒物品を、直径４．６６インチおよび長さ３．８１インチの寸法、８００ｃｐｓｉのセル密度、ならびに２．５ミルの壁厚を有する円筒状モノリスコージライト基材上にコーティングした。実施例のウォッシュコート構造を図１にプロットする。非ゾーン型参照物およびゾーン型触媒物品の設計およびＰＧＭの割り当てを、それぞれ表１および２にまとめる。
【0113】
【表1】
【0114】
【表2】
【0115】
比較例１：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１１８／２）を有する非ゾーン型二層Ｐｄ／Ｒｈ参照触媒物品（図１Ａ）の調製。
ボトム層：この層は、１１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１１８／０）で基材長さの１００％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの５０重量％）をアルミナ上に含浸させ、５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの５０重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３４．４重量％のアルミナ、４９．６重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、１１．５重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．６２重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．６１ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：この層は、２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／０／２）で基材長さの１００％を覆う。２ｇ／ｆｔ３の硝酸ロジウムの形態のＲｈ（全Ｒｈの１００重量％）をアルミナ上に含浸させた。約８４．９重量％のアルミナ、１５．０重量％の約５０重量％セリアを有するセリア－ジルコニア混合酸化物、および０．１２重量％のＲｈを含有するスラリー混合物を、ボトム層上にコーティングした。トップ層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約１．００ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層：この層は、１１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１１８／０）で基材長さの１００％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの５０重量％）をアルミナ上に含浸させ、５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの５０重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３４．４重量％のアルミナ、４９．６重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、１１．５重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．６２重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．６１ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：この層は、２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／０／２）で基材長さの１００％を覆う。２ｇ／ｆｔ３の硝酸ロジウムの形態のＲｈ（全Ｒｈの１００重量％）をアルミナ上に含浸させた。約８４．９重量％のアルミナ、１５．０重量％の約５０重量％セリアを有するセリア－ジルコニア混合酸化物、および０．１２重量％のＲｈを含有するスラリー混合物を、ボトム層上にコーティングした。トップ層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約１．００ｇ／ｉｎ３であった。
【0116】
比較例２：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／２）を有する非ゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ参照触媒物品（図１Ｂ）の調製。
ボトム層：この層は、１１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／０）で基材長さの１００％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）をアルミナ上に含浸させた。５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１００重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のアルミナ、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、１．３３重量％のＰｔ、および１．３３重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５７ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：この層は、２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／０／２）で基材長さの１００％を覆う。２ｇ／ｆｔ３の硝酸ロジウムの形態のＲｈ（全Ｒｈの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。約８４．９重量％のセリア－アルミナ、１５．０重量％の約５０重量％セリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物、および０．１２重量％のＲｈを含有するスラリー混合物を、ボトム層上にコーティングした。トップ層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約１．００ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層：この層は、１１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／０）で基材長さの１００％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）をアルミナ上に含浸させた。５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１００重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のアルミナ、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、１．３３重量％のＰｔ、および１．３３重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５７ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：この層は、２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／０／２）で基材長さの１００％を覆う。２ｇ／ｆｔ３の硝酸ロジウムの形態のＲｈ（全Ｒｈの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。約８４．９重量％のセリア－アルミナ、１５．０重量％の約５０重量％セリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物、および０．１２重量％のＲｈを含有するスラリー混合物を、ボトム層上にコーティングした。トップ層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約１．００ｇ／ｉｎ３であった。
【0117】
実施例３：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝２９．５／８８．５／２）を有するゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ触媒物品（図１Ｃ）の調製。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１１８／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３３．３重量％）をアルミナ上に含浸させ、５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３３．３重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のアルミナ、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．６６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５７ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／０）で、出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３３．３重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のセリア－アルミナ複合体、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、１．３３重量％のＰｔ、および１．３３重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５７ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１１８／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３３．３重量％）をアルミナ上に含浸させ、５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３３．３重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のアルミナ、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．６６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５７ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１１８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／０）で、出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。５９ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３３．３重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のセリア－アルミナ複合体、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、１．３３重量％のＰｔ、および１．３３重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５７ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
【0118】
実施例４：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／２）を有するゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ触媒物品（図１Ｄ）の調製。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１０６．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．２重量％のアルミナ、５４．７重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．４０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５６ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１２９．８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝１１８／１１．８／０）で、出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。１１８ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のセリア－アルミナ複合体、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．６５重量％のＰｔ、および０．２６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５８ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１０６．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．２重量％のアルミナ、５４．７重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．４０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５６ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１２９．８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝１１８／１１．８／０）で、出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。１１８ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のセリア－アルミナ複合体、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．６５重量％のＰｔ、および０．２６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５８ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
【0119】
実施例５：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／２）を有し、ボトム層の入口ゾーンにおいて（＊＊として示される）セリア－ジルコニア負荷を増加させた（実施例５における１．６ｇ／ｉｎ３対実施例４における１．４ｇ／ｉｎ３）ゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ触媒物品（図１Ｅ）の調製。ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１０６．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約２５．４重量％のアルミナ、６２．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．４０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５６ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：実施例４のボトム層の出口ゾーンと同じ。トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
ボトム層の出口ゾーン：実施例４のボトム層の出口ゾーンと同じ。トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
【0120】
実施例６：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／２）を有し、ボトム層の入口ゾーンにおいて（＊＊として示される）セリア－ジルコニア負荷をさらに増加させ（実施例６における１．８ｇ／ｉｎ３対実施例４における１．４ｇ／ｉｎ３）、ボトム層の出口ゾーンにおいて（＊として示される）セリア－ジルコニア負荷を減少させた（実施例６における１．２ｇ／ｉｎ３対実施例４における１．４ｇ／ｉｎ３）ゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ触媒物品（図１Ｆ）の調製。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１０６．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約１７．６重量％のアルミナ、７０．３重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．４０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５６ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１２９．８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝１１８／１１．８／０）で、出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。１１８ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約４０．８重量％のセリア－アルミナ複合体、４６．６重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．６５重量％のＰｔ、および０．２６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５８ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１０６．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約１７．６重量％のアルミナ、７０．３重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．４０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５６ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１２９．８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝１１８／１１．８／０）で、出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。１１８ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約４０．８重量％のセリア－アルミナ複合体、４６．６重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．６５重量％のＰｔ、および０．２６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５８ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
【0121】
実施例７：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／２）を有し、ボトム層の出口ゾーンにおいて（＊として示される）セリア－ジルコニア負荷を増加させた（実施例７における１．６５ｇ／ｉｎ３対実施例４における１．４ｇ／ｉｎ３）ゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ触媒物品（図１Ｇ）の調製。ボトム層の入口ゾーン：実施例４のボトム層の入口ゾーンと同じ。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１２９．８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝１１８／１１．８／０）で、出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。１１８ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約３０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約２３．３重量％のセリア－アルミナ複合体、６４．１重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．６５重量％のＰｔ、および０．２６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５８ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１２９．８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝１１８／１１．８／０）で、出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。１１８ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約３０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約２３．３重量％のセリア－アルミナ複合体、６４．１重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．６５重量％のＰｔ、および０．２６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５８ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
【0122】
実施例８：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／２）を有し、トップ層に２５重量％のＰｔを割り当てたゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ触媒物品（図１Ｈ）の調製。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１０６．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約２６．０重量％のアルミナ、６０．６重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、８．７重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．２重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．６６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．３１ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１００．３ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝８８．５／１１．８／０）で出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。８８．５ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの７５重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約２６．０重量％のセリア－アルミナ複合体、６０．７重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、８．７重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．２重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．２２重量％のＰｔ、および０．３０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．３１ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：この層は、１６．７５ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝１４．７５／０／２）で基材長さの１００％を覆う。１４．７５ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの２５重量％）および２ｇ／ｆｔ３の硝酸ロジウムの形態のＲｈ（全Ｒｈの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に逐次含浸させた。約８８．３重量％のセリア－アルミナ、１１．１重量％のバインダー、０．６３重量％のＰｔ、および０．０８５重量％のＲｈを含有するスラリー混合物を、ボトム層上にコーティングした。トップ層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約１．３６ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１０６．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５３．１ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの４５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約２６．０重量％のアルミナ、６０．６重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、８．７重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．２重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．６６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．３１ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１００．３ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝８８．５／１１．８／０）で出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。８８．５ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの７５重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約２６．０重量％のセリア－アルミナ複合体、６０．７重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、８．７重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．２重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．２２重量％のＰｔ、および０．３０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．３１ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：この層は、１６．７５ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝１４．７５／０／２）で基材長さの１００％を覆う。１４．７５ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの２５重量％）および２ｇ／ｆｔ３の硝酸ロジウムの形態のＲｈ（全Ｒｈの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に逐次含浸させた。約８８．３重量％のセリア－アルミナ、１１．１重量％のバインダー、０．６３重量％のＰｔ、および０．０８５重量％のＲｈを含有するスラリー混合物を、ボトム層上にコーティングした。トップ層のウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約１．３６ｇ／ｉｎ３であった。
【0123】
実施例９：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／２）を有するゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ触媒物品（図１Ｉ）の調製。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１６５．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの５０重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１０６．２ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの９０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３２．７重量％のセリア－アルミナ複合体、５３．９重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．７重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、１．３１重量％のＰｔ、および２．３６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．６０ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、７０．８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／１１．８／０）で出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの５０重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．５重量％のセリア－アルミナ複合体、５５．１重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．９重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、１．３４重量％のＰｔ、および０．２７重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５４ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１６５．２ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／１０６．２／０）で、入口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの５０重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１０６．２ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの９０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３２．７重量％のセリア－アルミナ複合体、５３．９重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．７重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、１．３１重量％のＰｔ、および２．３６重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．６０ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、７０．８ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／１１．８／０）で出口から中間までの基材長さの５０％を覆う。５９ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの５０重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。１１．８ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの１０重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．５重量％のセリア－アルミナ複合体、５５．１重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．９重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、１．３４重量％のＰｔ、および０．２７重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５４ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
【0124】
実施例１０：１２０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝５９／５９／２）を有するゾーン型二層Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ触媒物品（図１Ｊ）の調製。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１１０．６ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１１０．６／０）で、入口から中間までの基材長さの４０％を覆う。５０．３ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３７．５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５０．３ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３７．５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．２重量％のアルミナ、５４．６重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．５０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５６ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１２２．９ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝９８．３／２４．６／０）で出口から中間までの基材長さの６０％を覆う。９８．３ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。２４．６ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの２５重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のセリア－アルミナ複合体、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．２１重量％のＰｔ、および０．５５重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５７ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
ボトム層の入口ゾーン：このゾーンは、１１０．６ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝０／１１０．６／０）で、入口から中間までの基材長さの４０％を覆う。５０．３ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３７．５重量％）をアルミナ上に含浸させ、５０．３ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの３７．５重量％）を約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．２重量％のアルミナ、５４．６重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、２．０重量％のＺｒＯ２を生じさせる酢酸ジルコニウム、および２．５０重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の入口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５６ｇ／ｉｎ３であった。
ボトム層の出口ゾーン：このゾーンは、１２２．９ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｐｔ／Ｐｄ／Ｒｈ＝９８．３／２４．６／０）で出口から中間までの基材長さの６０％を覆う。９８．３ｇ／ｆｔ３の白金－アミン錯体の形態のＰｔ（全Ｐｔの１００重量％）を、約１０重量％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に含浸させた。２４．６ｇ／ｆｔ３の硝酸パラジウムの形態のＰｄ（全Ｐｄの２５重量％）を、約４０重量％のセリアを含むセリア－ジルコニア混合酸化物上に含浸させた。約３３．１重量％のセリア－アルミナ複合体、５４．５重量％のセリア－ジルコニア混合酸化物、７．８重量％のＢａＯを生じさせる酢酸バリウム、１．９重量％のＡｌ２Ｏ３を生じさせるコロイド状アルミナバインダー、２．２１重量％のＰｔ、および０．５５重量％のＰｄを含有するスラリーを基材上にコーティングした。ボトム層の出口ゾーンのウォッシュコート負荷は、空気中５５０℃で１時間か焼した後、約２．５７ｇ／ｉｎ３であった。
トップ層：実施例２のトップ層と同じ。
【0125】
エージングおよび試験
実施例１～１０のフルサイズのモノリス触媒物品を鋼製コンバータ缶に取り付け、発熱性エージングサイクル下で稼働するガソリンエンジンの排気パイプラインにおいて密結合位置でエージングさせた。エージング期間は、約９４５℃の最高床温度で８３時間である。エージングした触媒コンバータを、米国ＦＴＰ－７５運転サイクルで稼働させたエンジン排気量２Ｌの４シリンダＵＬＥＶ－５０ガソリン車における密結合位置で、認定された手順および公差に従って試験した。３ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｒｈのみ）を有する従来のＴＷＣ触媒を、試験中に汎用床下触媒コンバータとして使用した。
実施例１～１０のフルサイズのモノリス触媒物品を鋼製コンバータ缶に取り付け、発熱性エージングサイクル下で稼働するガソリンエンジンの排気パイプラインにおいて密結合位置でエージングさせた。エージング期間は、約９４５℃の最高床温度で８３時間である。エージングした触媒コンバータを、米国ＦＴＰ－７５運転サイクルで稼働させたエンジン排気量２Ｌの４シリンダＵＬＥＶ－５０ガソリン車における密結合位置で、認定された手順および公差に従って試験した。３ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ負荷（Ｒｈのみ）を有する従来のＴＷＣ触媒を、試験中に汎用床下触媒コンバータとして使用した。
【0126】
表３に、ＦＴＰ－７５試験から得られたＮＭＨＣ、ＮＯｘ、およびＣＯの排気管からの排出をまとめる。実施例１および２は、参考のための非ゾーン型二層触媒物品である。
【0127】
【表3】
【0128】
実施例２ではかなりの量のＰｔを使用したことから、ＮＭＨＣ、ＮＯｘ、およびＣＯの排出が悪化した。実施例２のＮＭＨＣ排出は、実施例１と比較して約５３％増加した。実施例３および４は、Ｐｄ／Ｒｈベースの実施例１に対してＰｄの２５％および５０％がＰｔで置換されたゾーン型二層触媒物品である。ゾーン型触媒物品は、基材長さの５０％を覆うボトム層の入口ゾーンにおいて濃縮された全Ｐｄの６６．７％～９０％を有する。全てのＰｔおよび残りのＰｄを、基材長さの別の５０％を覆うボトム層の出口ゾーンに割り当て、Ｐｔは、約１０％のセリアを含むセリア－アルミナ複合体上に堆積させた。全てのＲｈを、基材の全長を覆うトップ層に割り当てた。実施例３は、実施例１と比較して、３つの排出全てにおいてわずかに良好な性能を示し、Ｐｄの２５％をＰｔで置換するために入口ゾーンがＰｄリッチなゾーン型ウォッシュコート構造を使用することの実現可能性を示した。同じ５０％Ｐｔ置換で、実施例４は、実施例２よりも著しく良好な性能を示した。例えば、ＮＭＨＣの排出は、実施例４の２２．６ｍｇ／マイルから実施例２では１６．１ｍｇ／マイルに減少した。特にＮＭＨＣについて排気管から排出の性能が改善されたことは、入口ゾーンをＰｄリッチにすることができるゾーン型ウォッシュコート構造に起因する。入口ゾーンがＰｄリッチであることにより、エンジンのコールドスタート中にＮＭＨＣライトオフが促進されたが、Ｐｔを含む出口ゾーンは、ホットトランジェント条件下で良好に機能した。
実施例４と比較して、実施例５は、出口ゾーンのＣＺＯ負荷は変化させずに維持しながら、ボトム層の入口ゾーンのＣＺＯ負荷を１．４から１．６ｇ／ｉｎ３に増加させた。
実施例４と比較して、実施例５は、出口ゾーンのＣＺＯ負荷は変化させずに維持しながら、ボトム層の入口ゾーンのＣＺＯ負荷を１．４から１．６ｇ／ｉｎ３に増加させた。
【0129】
実施例６は、入口ゾーンのＣＺＯ負荷を１．８ｇ／ｉｎ３にさらに増加させ、同時に、出口ゾーンのＣＺＯ負荷を１．４から１．２ｇ／ｉｎ３に減少させた。入口ゾーンをＰｄリッチにすると共にＣＺＯ負荷を増加させたことにより、実施例５および６は、実施例４と比較してＮＭＨＣ性能がさらに改善した。実施例５および６の性能は、Ｐｄ／Ｒｈベースの実施例１と同等になったかまたはわずかに良好になった。これらの知見は、ＰｔによるＰｄの５０％置換を達成するために、入口ゾーンにおけるＰｄリッチなゾーン型ウォッシュコート構造およびＯＳＣブーストを使用することの実現可能性を示した。実施例７は、入口ゾーンにおけるＣＺＯ負荷を実施例４と同じで維持したが、出口ゾーンのＣＺＯ負荷を１．４から１．６５ｇ／ｉｎ３に増加させた。ＮＭＨＣの排出は、実施例６の１４．６ｍｇ／マイルから実施例７では１８．４ｍｇ／マイルに増加した。したがって、Ｐｄリッチな入口ゾーンにおけるＯＳＣブーストは、性能の観点から、Ｐｔリッチな出口ゾーンにおけるＯＳＣブーストよりも好ましい。これらの知見は、一般的にＰｄがＰｔよりもＣＺＯを活性化するという事実とよく一致している。多くの実施例において、本発明のトリメタル触媒物品が、Ｐｄ／Ｒｈベースの実施例１と比較してわずかに～中程度に良好なＮＯｘ性能を示したことは言及に値する。実施例８は、Ｐｔの２５％をＲｈと共にトップ層に割り当てたが、実施例９は、Ｐｔの５０％をボトム層の入口ゾーンに割り当てた。実施例８および９は、実施例４と同等またはそれよりも良好に機能し、このことは、触媒活性に悪影響を及ぼすことなく、Ｐｔの一部を入口ゾーンおよびトップ層に組み込むことができることを裏付けた。実施例１０は、被覆率４０％の入口ゾーンおよび被覆率６０％の出口ゾーンを有する。実施例１０の性能は、入口ゾーンの被覆率が５０％であり、出口ゾーンの被覆率が５０％である実施例４の性能と同等である。
【0130】
本明細書に開示される実施形態について、特定の実施形態を参照して説明してきたが、これらの実施形態は、本願で特許請求される発明の原理および用途の単なる例示であることを理解されたい。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本願で特許請求される発明の方法および装置に対して様々な改変および変更を行うことができることが当業者には明らかであろう。したがって、本願で特許請求される発明は、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内にある改変および変更を含むことが意図されており、上述の実施形態は、限定ではなく例示の目的で提示されている。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図1J】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【国際調査報告】