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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-08
(54)【発明の名称】白金族金属触媒組成物
(51)【国際特許分類】
B01J 23/63 20060101AFI20241031BHJP
B01J 37/02 20060101ALI20241031BHJP
B01J 37/08 20060101ALI20241031BHJP
B01J 35/57 20240101ALI20241031BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20241031BHJP
F01N 3/28 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
B01J23/63 A
B01J37/02 101D
B01J37/08 ZAB
B01J37/02 101C
B01J35/57 L
B01J37/02 301D
B01D53/94 280
B01D53/94 245
B01D53/94 222
F01N3/28 Z
F01N3/28 Q
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2024525951
(86)(22)【出願日】2022-10-20
(85)【翻訳文提出日】2024-05-20
(86)【国際出願番号】 EP2022079236
(87)【国際公開番号】W WO2023078688
(87)【国際公開日】2023-05-11
(31)【優先権主張番号】21206585.8
(32)【優先日】2021-11-05
(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
(71)【出願人】
【識別番号】524161944
【氏名又は名称】ユニバーシティ オブ セントラル フロリダ リサーチ ファウンデーション，インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002848
【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】リウ、フドン
(72)【発明者】
【氏名】シィエ、シャオファ
(72)【発明者】
【氏名】リー、ユェジン
【テーマコード（参考）】
3G091
4D148
4G169
【Ｆターム（参考）】
3G091AB01
3G091GB04Z
3G091GB06Z
3G091GB10Z
3G091GB17Z
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4G169FC07
4G169FC08
(57)【要約】
本発明は、ａ）白金と、ｂ）少なくとも１つの複合体とを含む触媒組成物を提供し、白金は、複合体上に支持され、複合体は、複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）、複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）、及び複合体の総重量に基づいて、８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）を含む。本発明はまた、触媒組成物の調製のためのプロセスを提供する。本発明はさらに、触媒物品及びその作製を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ａ）白金と、ｂ）少なくとも１つの複合体と、
を含む、触媒組成物であって、
白金は、前記複合体に支持されており、
前記複合体は、
ｉ．前記複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）と、
ｉｉ．前記複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）と、
ｉｉｉ．前記複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）と、
を含む、触媒組成物。
【請求項2】
前記セリアが、５．０ｎｍ～１００ｎｍの範囲の平均粒径を有するナノ粒子の形態である、請求項１に記載の触媒組成物。
【請求項3】
マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が１：４～４：１である、請求項１又は２に記載の触媒組成物。
【請求項4】
マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が７：３である、請求項１～３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項5】
前記複合体上に支持された白金の総量が、前記複合体の総重量に対して０．１～１０重量％の範囲である、請求項１～４のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項6】
前記複合体が、ランタナ、チタニア、ハフニア、カルシア、ストロンチア、バリア、ジルコニア、又はイットリウム、プラセオジム、ネオジム、鉄の酸化物、又はそれらの任意の組合せから選択されるドーパントを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項7】
前記複合体中のセリア（ＣｅＯ２として計算される）が、前記複合体の総重量に基づいて、２０～４０重量％の量で存在する、請求項１～６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項8】
前記複合体中のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）が、前記複合体の総重量に基づいて、１２～３２重量％の量で存在する、請求項１～７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項9】
前記複合体中のマングネシア（ＭｇＯとして計算される）が、前記複合体の総重量に基づいて、３５～６５重量％の量で存在する、請求項１～８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項10】
前記複合体中のセリア（ＣｅＯ２として計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が０．６～３．３の範囲である、請求項１～９のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項11】
複合体の量が、前記触媒組成物の総重量の８０～１００重量％である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、マグネシア及びアルミナを混合して、マグネシア及びアルミナを含む第１の複合体を得ることと、前記第１の複合体上にセリアを含浸させて、第２の複合体を得ることと、前記第２の複合体上に白金を含浸させ、その後、か焼して、前記触媒組成物を得ることと、を含む、プロセス。
【請求項13】
前記セリアが、１０ｎｍ～８０ｎｍの範囲の平均粒径を有するコロイド状セリアである、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項14】
請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－マグネシア及びアルミナを混合して、マグネシア及びアルミナを含む複合体を得ることと、
－前記複合体上にセリア及び白金を共含浸させ、その後、か焼して前記触媒組成物を得ることと、
を含む、プロセス。
【請求項15】
請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物が基材上に堆積される、触媒物品。
【請求項16】
前記触媒物品が単層触媒物品であり、請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物が前記基材上に単層として堆積される、請求項１５に記載の触媒物品。
【請求項17】
前記触媒物品が、ａ）第１の層と、
ｂ）第２の層と、
ｃ）基材と、
を含む二層物品であり、
前記第１の層は、前記基材の少なくとも一部の上に堆積され、前記第２の層は、前記第１の層の少なくとも一部の上、前記基材の少なくとも一部の上、又はその両方の上に堆積され、
前記第１の層が、請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含み、
前記第２の層はロジウムを含む、
請求項１５に記載の触媒物品。
【請求項18】
前記触媒物品が、ａ）第１の層と、
ｂ）第２の層と、
ｃ）基材と、
を含む二層物品であり、
前記第１の層は、前記基材の少なくとも一部の上に堆積され、前記第２の層は、前記第１の層の少なくとも一部の上、前記基材の少なくとも一部の上、又はその両方の上に堆積され、
前記第１の層はロジウムを含み、
前記第２の層が、請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む、
請求項１５に記載の触媒物品。
【請求項19】
前記触媒物品が、ａ）第１の層と、
ｂ）第２の層と、
ｃ）基材と、
を含む二層物品であり、
前記第１の層は、前記基材の少なくとも一部の上に堆積され、前記第２の層は、前記第１の層の少なくとも一部の上、前記基材の少なくとも一部の上、又はその両方の上に堆積され、
前記第１の層が、請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物とパラジウムとを含み、
前記第２の層が、ロジウムと、請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物とを含む、
請求項１５に記載の触媒物品。
【請求項20】
前記触媒物品がゾーン構造を有し、前記ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、前記第１のゾーン、前記第２のゾーン、又はその両方が請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む、請求項１５又は１６に記載の触媒物品。
【請求項21】
前記触媒物品が、第１の層及び第２の層を含む二層物品であり、前記第１の層、前記第２の層、又はその両方がゾーン構造を有し、前記ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、前記第１のゾーン、前記第２のゾーン、又はその両方が、請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む、請求項１７～１９のいずれか一項に記載の触媒物品。
【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、又は織物繊維基材から選択される、請求項１５～２１のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項23】
請求項１５又は１６に記載の触媒物品の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む第１のスラリーを調製することと、
－前記第１のスラリーを前記基材上に堆積させ、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
を含む、プロセス。
【請求項24】
請求項１７に記載の触媒物品の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む第１のスラリーを調製することと、
－ロジウムを含む第２のスラリーを調製することと、
－前記第１のスラリーを前記基材上に堆積させて第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
－前記第１の層上に前記第２のスラリーを堆積させて第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
を含む、プロセス。
【請求項25】
請求項１８に記載の触媒物品の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む第１のスラリーを調製することと、
－ロジウムを含む第２のスラリーを調製することと、
－前記第２のスラリーを前記基材上に堆積させて第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
－前記第１の層上に前記第１のスラリーを堆積させて第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
を含む、プロセス。
【請求項26】
請求項１９に記載の触媒物品の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物とパラジウムとを含む第１のスラリーを調製することと、
－ロジウムと請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物とを含む第２のスラリーを調製することと、
－前記第１のスラリーを前記基材上に堆積させて第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
－前記第１の層上に前記第２のスラリーを堆積させて第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
を含む、プロセス。
【請求項27】
請求項１５～２２のいずれか一項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28】
炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物及び微粒子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１５～２２のいずれか一項に記載の触媒物品又は請求項２７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28】
ガス状排気流中の炭化水素、一酸化炭素、及び窒素酸化物のレベルを低下させる方法であって、前記ガス状排気流を請求項１５～２２のいずれか一項に記載の触媒物品又は請求項２７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、及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29】
炭化水素、一酸化炭素、及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１５～２２のいずれか一項に記載の触媒物品又は請求項２７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組成物に関する。特に、本願で特許請求される発明は、白金族金属系触媒組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
白金（Ｐｔ）は、高温水熱エージング条件下で焼結する傾向があり、したがって、９００～１０５０℃におけるエージングを必要とする従来の三元変換（ＴＷＣ）配合物においてＰｔを使用することは困難である。従来の耐火性アルミナ上に堆積した白金は、十分に確立されたオスワルド（Oswald）熟成機構を介してサブミクロンの大きさに成長することができる。したがって、適切な支持体材料を使用して白金を安定化させることに関するさらなる研究が必要である。アルミナ上にロードされた場合の白金焼結の問題は、支持体としてセリアを使用することによって解決され得る。白金は、強いＰｔ－ＣｅＯ２相互作用に起因してセリア表面上でしばしば部分的に又は完全に酸化された単層を形成し得ることが見出されている。しかしながら、バルクセリア自体は、高温エージング時に焼結を受ける可能性がある。したがって、最近では、ＴＷＣ触媒のための白金支持体としてのセリア－アルミナ複合体が提案されており、この場合、白金はセリア－アルミナ複合体上に選択的に堆積される。しかしながら、９５０℃超のエージング温度における高温水熱安定性を触媒に提供し、それによって触媒性能を改善することができる改善された支持体材料が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【0003】
本発明は、白金と、少なくとも１つの複合体とを含む触媒組成物を提供し、白金は、複合体上に支持され、複合体は、複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）、複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）、及び複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）を含む。
【0004】
本発明はまた、触媒組成物の調製のためのプロセスを提供する。本発明はさらに、触媒物品及びその作製を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0005】
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及び他の特徴、その性質、並びに様々な利点は、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】エージングされた試料１～６についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図1B】エージングされた試料１～６についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図1C】エージングされた試料１～６についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図2A】エージングされた試料５、８及び９についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図2B】エージングされた試料５、８及び９についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図2C】エージングされた試料５、８及び９についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図3A】エージングされた試料１、２、５、７及び１０についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図3B】エージングされた試料１、２、５、７及び１０についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図3C】エージングされた試料１、２、５、７及び１０についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図4A】活性化前後のエージングされた試料５、７及び１０についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図4B】活性化前後のエージングされた試料５、７及び１０についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図4C】活性化前後のエージングされた試料５、７及び１０についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図5A】エージングされた試料１１、１３、１４、１６、１７及び１８についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図5B】エージングされた試料１１、１３、１４、１６、１７及び１８についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図5C】エージングされた試料１１、１３、１４、１６、１７及び１８についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図6A】エージングされた試料１２、１５、１７及び１９についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図6B】エージングされた試料１２、１５、１７及び１９についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図6C】エージングされた試料１２、１５、１７及び１９についてのＣＯ、ＮＯ及びＨＣ変換率を示す。
【図7A】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。
【図9】新鮮なＭｇ３０及びＭｇ７０支持体並びにエージングされたＭｇ３０及びＭｇ７０支持体のＸ線回折パターンを示す。
【図10】Ｍｇ３０－５５０及びＭｇ７０－５５０、並びにＭｇ３０－５５０－エージング及びＭｇ７０－５５０－エージングの試料のＸ線回折パターンを示す。
【図11A】新鮮なＰｔ触媒（Ａ）及びエージングされたＰｔ触媒（Ｂ）のＸ線回折パターンを示す。
【図11B】新鮮なＰｔ触媒（Ａ）及びエージングされたＰｔ触媒（Ｂ）のＸ線回折パターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【0006】
ここで、本願で特許請求される発明について、以下により完全に説明する。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、開示される材料及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。
【0007】
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又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及び全ての例又は例示的な用語（例えば、「など」）の使用は、材料及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。
【0008】
定義：
用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び本明細書で論じられる材料及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又は文脈によって明確に否定されない限り、単数形及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」、及び本明細書で論じられる材料及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又は文脈によって明確に否定されない限り、単数形及び複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。
【0009】
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。
【0010】
本発明の文脈において、「第１の層」という用語は、「ボトム層」、又は「ボトムコート」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」、又は「トップコート」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。
【0011】
「三元変換触媒」という用語は、ａ）窒素酸化物の窒素及び酸素への還元、ｂ）一酸化炭素の二酸化炭素への酸化、及びｃ）未燃焼炭化水素の二酸化炭素及び水への酸化、を同時に進める触媒を指す。
【0012】
「ＮＯｘ」という用語は、ＮＯ及び／又はＮＯ２などの窒素酸化物化合物を指す。
【0013】
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又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。
【0014】
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、この文脈において、水熱安定性は、１０％の水蒸気を用いて９５０℃～１０５０℃の範囲の温度で約５時間エージング処理した後に、触媒が、より低い及び／又は同等のＮＯｘ及び／又は炭化水素ライトオフ温度を有するべきであることを意味する。
【0015】
本明細書で使用される場合、「流」という用語は、固体又は液体の粒子状物質を含有し得る流動ガスの任意の組合せを広く指す。
【0016】
本明細書で使用される場合、「上流」及び「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、排気管並びにフィルタ及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。
【0017】
本発明は、高温水熱エージング条件下での白金焼結問題に対処することに焦点を当てている。本発明によって提案される解決策は、白金分散を安定化させ、それによってＴＷＣ触媒中の白金を効率的に使用することである。
【0018】
触媒組成物：
本発明は、第１の態様において、
ａ）白金と、
ｂ）少なくとも１つの複合体と、
を含む触媒組成物を含む触媒組成物を提供し、
白金は、複合体に支持されており、
複合体は、
ｉ）複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）と、
ｉｉ）複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）と、
ｉｉｉ）複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）と、
を含む。
本発明は、第１の態様において、
ａ）白金と、
ｂ）少なくとも１つの複合体と、
を含む触媒組成物を含む触媒組成物を提供し、
白金は、複合体に支持されており、
複合体は、
ｉ）複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）と、
ｉｉ）複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）と、
ｉｉｉ）複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）と、
を含む。
【0019】
好ましくは、セリア（ＣｅＯ２として計算される）；アルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）；及びマグネシア（ＭｇＯとして計算される）の総量は、複合体の総重量に基づいて、８０～１００重量％である。
【0020】
好ましくは、複合体の量は、触媒組成物の総重量の８０～１００重量％である。
【0021】
白金：
好ましくは、複合体上に支持された白金の総量は、複合体の総重量に対して０．１～１０重量％の範囲である。より好ましくは、複合体上に支持された白金の総量は、複合体の総重量に対して０．１～５．０重量％の範囲である。さらにより好ましくは、複合体上に支持された白金の総量は、複合体の総重量に対して０．１～３．０重量％の範囲である。
好ましくは、複合体上に支持された白金の総量は、複合体の総重量に対して０．１～１０重量％の範囲である。より好ましくは、複合体上に支持された白金の総量は、複合体の総重量に対して０．１～５．０重量％の範囲である。さらにより好ましくは、複合体上に支持された白金の総量は、複合体の総重量に対して０．１～３．０重量％の範囲である。
【0022】
支持体材料：
触媒材料又は触媒組成物又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、又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。
触媒材料又は触媒組成物又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、又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。
【0023】
複合体
白金を支持するために使用される支持体材料は、セリア、アルミナ、及びマグネシアを含む複合体である。
白金を支持するために使用される支持体材料は、セリア、アルミナ、及びマグネシアを含む複合体である。
【0024】
複合体という用語は、酸化物の混合物を指すことができる。異なる金属酸化物は、別個の金属酸化物として、それらの界面を介して相互作用しながらそれぞれその別個の化学的及び物理的状態で、固溶体（複合酸化物とも呼ばれる）の形態で、又は両方の種、別個の金属酸化物及び固溶体を含む混合物として、混合物中に存在することができる。１つの好ましい実施形態では、ＸＲＤ結果は、触媒組成物が混合ＣｅＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＡｌ２Ｏ４相を有することを示す。１つの好ましい実施形態では、複合体は、バルク混合物であり得るか、又は表面上に存在する１つ以上の個々の酸化物を有し得る。一例は、その表面上にＣｅＯ２を堆積させることによるＭｇ／Ａｌ酸化物の表面改質である。
【0025】
固溶体（又は複合金属酸化物）という用語は、１つの格子構造中に酸素アニオン及び少なくとも２つの異なる金属カチオンを含む混合金属酸化物を指す。固溶体の一例はスピネルであり、Ａｌ３＋及びＭｇ２＋が１つの格子構造に含まれている。
【0026】
好ましくは、複合体は、ランタナ、チタニア、ハフニア、カルシア、ストロンチア、バリア、ジルコニア、又はイットリウム、プラセオジム、ネオジム、鉄の酸化物、又はそれらの任意の組合せから選択されるドーパントを含む。
【0027】
アルミナ：
「アルミナ」という用語は、安定化又は非安定化酸化アルミニウムを指す。安定化酸化アルミニウム及び非安定化酸化アルミニウムは、異なる相修飾で存在することができる。
「アルミナ」という用語は、安定化又は非安定化酸化アルミニウムを指す。安定化酸化アルミニウム及び非安定化酸化アルミニウムは、異なる相修飾で存在することができる。
【0028】
好ましくは、安定化された酸化アルミニウムは、Ａｌ２Ｏ３と、希土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、二酸化ケイ素又は上記の任意の組合せから選択される１つ以上のドーパントとを含む。好ましいドーパントは、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化ランタンと酸化ジルコニウムの組合せ、酸化バリウムと酸化ランタンの組合せ、酸化バリウムと酸化ランタンと酸化ネオジムの組合せ、又は酸化セリウムと酸化ジルコニウムの組合せである。ドーパントは、酸化アルミニウムに異なる特性を付与することができる。ドーパントは、酸化アルミニウムの望ましくない相転移を遅らせることができ、表面積を安定化させることができ、欠陥部位を導入することができ、及び／又は酸化アルミニウム表面の酸性度を変化させることができる。ドーパント金属は、カチオン形態でＡｌ２Ｏ３の結晶構造に組み込まれて複合酸化物を形成してもよく、Ａｌ２Ｏ３の表面に酸化物形態で堆積されてもよく、又はマイクロスケールでドーパント及びＡｌ２Ｏ３の両方の混合物のブレンドとして酸化物形態で存在してもよい。
【0029】
例示的な安定化及び非安定化アルミナとしては、大細孔ベーマイト、ガンマ－アルミナ、又はデルタ／シータアルミナを挙げることができる。有用な市販のアルミナには、高嵩密度ガンマアルミナ、低又は中嵩密度大孔ガンマアルミナ、又は低嵩密度大孔ベーマイト及びガンマアルミナなどの活性アルミナが含まれる。アルミナ材料は一般に、得られる触媒に耐久性を与えると考えられている。「ガンマアルミナ」又は「活性アルミナ」とも呼ばれる高表面積アルミナ支持体は、典型的には、６０平方メートル／グラム（「ｍ２／ｇ」）を超える、しばしば最大約３００ｍ２／ｇ以上の新鮮な材料のＢＥＴ表面積を示す。好ましくは、アルミナのＢＥＴ表面積は、約１００～約１５０ｍ２／ｇの範囲である。活性アルミナは、通常、アルミナのガンマ及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、及びシータアルミナ相を含有していてもよい。好ましくは、複合体中のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）は、１０～８０重量％の量で存在する。より好ましくは、複合体中のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、１２～３２重量％の量で存在する。
【0030】
セリア：
用語「セリア」は、蛍石構造を有する酸化セリウムを指す。酸化セリウムは、好ましくはナノ粒子及び／又は酸化セリウム微結晶として存在する。セリアは、触媒調製のために典型的に使用される方法によって、アルミナ含有支持体の表面上にドープされ得る。インシピエントウェットネス技術を用いたセリウム前駆体の支持体材料への含浸は、ほとんどの場合に使用される調製方法であり、ここでは硝酸セリウムなどのセリウム塩溶液が支持体材料に適用される。乾燥及びか焼後、セリウム種は結晶性酸化セリウム粒子に変わる。別のセリウム前駆体は、典型的には水性懸濁液としてのコロイド状セリア分散液である。コロイド状セリアは商業的供給源から購入することができ、典型的にはコロイド懸濁液中のセリアの平均粒径は５．０～１００ｎｍの間である。最終触媒上のセリアの平均粒径は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分光法によって決定することができる。
用語「セリア」は、蛍石構造を有する酸化セリウムを指す。酸化セリウムは、好ましくはナノ粒子及び／又は酸化セリウム微結晶として存在する。セリアは、触媒調製のために典型的に使用される方法によって、アルミナ含有支持体の表面上にドープされ得る。インシピエントウェットネス技術を用いたセリウム前駆体の支持体材料への含浸は、ほとんどの場合に使用される調製方法であり、ここでは硝酸セリウムなどのセリウム塩溶液が支持体材料に適用される。乾燥及びか焼後、セリウム種は結晶性酸化セリウム粒子に変わる。別のセリウム前駆体は、典型的には水性懸濁液としてのコロイド状セリア分散液である。コロイド状セリアは商業的供給源から購入することができ、典型的にはコロイド懸濁液中のセリアの平均粒径は５．０～１００ｎｍの間である。最終触媒上のセリアの平均粒径は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分光法によって決定することができる。
【0031】
コロイド懸濁液は、セリウム塩溶液と同様の方法で支持体材料に適用することができる。コロイド状セリア懸濁液は特定の平均粒径となるため、か焼工程後の触媒上の最終的なセリア径はより予測可能であり、より良好に制御することができる。支持体上へのセリアドーピング及び白金堆積は、連続的に（例えば、最初にセリアで、次に白金）又は一工程で（すなわち、共含浸）のいずれかで行うことができる。好ましくは、複合体中に存在するセリアは、ナノ粒子の形態で存在する。より好ましくは、複合体中に存在するセリアは、５．０ｎｍ～１００ｎｍの範囲の粒径を有する。最終触媒上のセリアの平均粒径は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分光法によって決定することができる。
【0032】
好ましい実施形態では、複合体中のセリアは、アルミナ、マグネシア、又はアルミナ及びマグネシアの両方に少なくとも部分的に支持されている。複合体中のセリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％である。好ましくは、複合体中のセリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、２０～４０重量％である。
【0033】
マグネシア：
マグネシアという用語は、酸化マグネシウムを指す。複合体中のマグネシアは、マグネシウム及びアルミニウムの混合塩溶液の共沈によって作製されたマグネシア及びアルミナのバルク混合物であり得るか、又はアルミナの表面に存在する。高いマグネシア／アルミナ比（例えば５０：５０）を有する支持体については、バルク混合が唯一の可能性である。マグネシア／アルミナ混合物支持体は、商業的に都合よく入手することができる。典型的には、ＸＲＤによって測定される混合物について２つの別個の結晶相（酸化マグネシウム及び酸化アルミニウム）が存在する。マグネシア／アルミナ混合物が高温（＞８００℃）に曝露されると、第３の相であるアルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）を形成することができ、これはスピネル構造であり、ＸＲＤによって容易に同定することができる。複合体中のマグネシアの量（ＭｇＯとして計算される）は、複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％である。好ましくは、複合体中のマグネシアの量（ＭｇＯとして計算される）は、複合体の総重量に基づいて、３５～６５重量％である。
マグネシアという用語は、酸化マグネシウムを指す。複合体中のマグネシアは、マグネシウム及びアルミニウムの混合塩溶液の共沈によって作製されたマグネシア及びアルミナのバルク混合物であり得るか、又はアルミナの表面に存在する。高いマグネシア／アルミナ比（例えば５０：５０）を有する支持体については、バルク混合が唯一の可能性である。マグネシア／アルミナ混合物支持体は、商業的に都合よく入手することができる。典型的には、ＸＲＤによって測定される混合物について２つの別個の結晶相（酸化マグネシウム及び酸化アルミニウム）が存在する。マグネシア／アルミナ混合物が高温（＞８００℃）に曝露されると、第３の相であるアルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ２Ｏ４）を形成することができ、これはスピネル構造であり、ＸＲＤによって容易に同定することができる。複合体中のマグネシアの量（ＭｇＯとして計算される）は、複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％である。好ましくは、複合体中のマグネシアの量（ＭｇＯとして計算される）は、複合体の総重量に基づいて、３５～６５重量％である。
【0034】
複合体中の酸化物の量
複合体中のセリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％である。好ましくは、複合体中のセリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、２０～４０重量％である。より好ましくは、セリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、２５～３５重量％である。
複合体中のセリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％である。好ましくは、複合体中のセリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、２０～４０重量％である。より好ましくは、セリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、２５～３５重量％である。
【0035】
本発明によれば、複合体中のアルミナの量（Ａｌ２Ｏ３として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％である。好ましくは、複合体中のアルミナの量（Ａｌ２Ｏ３として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、１２～３２重量％である。
【0036】
本発明によれば、複合体中のマグネシアの量（ＭｇＯとして計算される）は、複合体の総重量に基づいて１０～８０重量％である。好ましくは、複合体中のマグネシアの量（ＭｇＯとして計算される）は、複合体の総重量に基づいて、３５～６５重量％である。
【0037】
複合体において、マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比は、好ましくは１：４～４：１である。より好ましくは、マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比は、７：３である。
【0038】
複合体において、セリア（ＣｅＯ２として計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比は、０．６～３．３の範囲であることが好ましい。
【0039】
複合体の量は、触媒組成物の総重量の８０～１００重量％である。
【0040】
触媒組成物の調製：
本願で特許請求される発明の別の態様によれば、上記の触媒組成物の調製のためのプロセスも提供される。プロセスは、マグネシア及びアルミナを混合して、マグネシア及びアルミナを含む第１の複合体を得ることを含む。次の工程では、セリアを第１の複合体上に含浸させて第２の複合体を得る。最後に、白金を第２の複合体上に含浸させ、その後、か焼して触媒組成物を得る。触媒組成物の調製に利用されるセリアは、蛍石構造を有する酸化セリウムナノ粒子又は酸化セリウム微結晶である。好ましくは、使用されるセリアは、１０ｎｍ～８０ｎｍの範囲の平均粒径を有するコロイド状セリアである。あるいは、触媒組成物の調製のためのプロセスは、マグネシア及びアルミナを混合してマグネシア及びアルミナを含む複合体を得、その後、複合体上にセリア及び白金を共含浸させ、か焼して触媒組成物を得ることを含む。
本願で特許請求される発明の別の態様によれば、上記の触媒組成物の調製のためのプロセスも提供される。プロセスは、マグネシア及びアルミナを混合して、マグネシア及びアルミナを含む第１の複合体を得ることを含む。次の工程では、セリアを第１の複合体上に含浸させて第２の複合体を得る。最後に、白金を第２の複合体上に含浸させ、その後、か焼して触媒組成物を得る。触媒組成物の調製に利用されるセリアは、蛍石構造を有する酸化セリウムナノ粒子又は酸化セリウム微結晶である。好ましくは、使用されるセリアは、１０ｎｍ～８０ｎｍの範囲の平均粒径を有するコロイド状セリアである。あるいは、触媒組成物の調製のためのプロセスは、マグネシア及びアルミナを混合してマグネシア及びアルミナを含む複合体を得、その後、複合体上にセリア及び白金を共含浸させ、か焼して触媒組成物を得ることを含む。
【0041】
触媒物品
本願で特許請求される発明のさらに別の態様によれば、本明細書で上に記載の触媒組成物が基材上に堆積される触媒物品が提供される。
本願で特許請求される発明のさらに別の態様によれば、本明細書で上に記載の触媒組成物が基材上に堆積される触媒物品が提供される。
【0042】
触媒組成物は、ａ）白金と、ｂ）少なくとも１つの複合体とを含み、白金は、複合体上に支持され、複合体は、複合体の総重量に基づいて、５～５０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）、複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）、及び複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）を含む。複合体は、好ましくは、ランタナ、チタニア、ハフニア、カルシア、ストロンチア、バリア、ジルコニア、又はイットリウム、プラセオジム、ネオジム、鉄の酸化物、又はそれらの任意の組合せから選択されるドーパントを含む。
【0043】
複合体上に支持された白金の総量は、複合体の総重量に対して０．１～１０重量％の範囲である。好ましくは、複合体上に支持された白金の量は、複合体の総重量に対して０．１～５．０重量％の範囲である。
【0044】
好ましくは、複合体中のセリアは、５．０ｎｍ～１００ｎｍの範囲の平均粒径を有するナノ粒子の形態である。
【0045】
好ましくは、複合体中のセリアの量（ＣｅＯ２として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、２０～４０重量％である。
【0046】
好ましくは、複合体中のアルミナの量（Ａｌ２Ｏ３として計算される）は、複合体の総重量に基づいて、１２～３２重量％である。好ましくは、複合体中のマグネシアの量（ＭｇＯとして計算される）は、複合体の総重量に基づいて、３５～６５重量％である。
【0047】
複合体において、マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比は、好ましくは１：４～４：１である。より好ましくは、複合体において、マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比は７：３である。
【0048】
セリア（ＣｅＯ２として計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比は、０．６～３．３の範囲である。
【0049】
好ましい一実施形態では、触媒物品は単層触媒物品である。すなわち、本明細書で上に記載の触媒組成物は、単層又は単一のウォッシュコートとして基材上に堆積される。好ましくは、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、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、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。
【0050】
別の好ましい実施形態では、触媒物品は、第１の層と、第２の層と、基材と、を含む二層物品である。
【0051】
第１の層：
第１の層（第１のウォッシュコート）は、基材の少なくとも一部の上に堆積される。好ましくは、第１の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、第１の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、第１の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。
第１の層（第１のウォッシュコート）は、基材の少なくとも一部の上に堆積される。好ましくは、第１の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、第１の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、第１の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。
【0052】
第１の層は、本願で特許請求される発明による触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む。好ましくは、白金の負荷は、５．０～２００ｇｍ／ｆｔ３である。好ましくは、複合体の負荷は、０．５～４ｇｍ／ｉｎ３である。好ましくは、パラジウムの負荷は、５．０～２００ｇｍ／ｆｔ３である。
【0053】
第２の層：
第２の層（第２のウォッシュコート）は、第１の層の少なくとも一部、基材の少なくとも一部、又はその両方の上に堆積される。好ましくは、第２のウォッシュコートのコートは、第１の層の表面の９０～１００％を覆う。より好ましくは、第２のウォッシュコートは、第１の層の表面の９５～１００％を覆い、さらにより好ましくは、第２のウォッシュコートは、第１の層の接触可能な表面全体を覆う。
第２の層（第２のウォッシュコート）は、第１の層の少なくとも一部、基材の少なくとも一部、又はその両方の上に堆積される。好ましくは、第２のウォッシュコートのコートは、第１の層の表面の９０～１００％を覆う。より好ましくは、第２のウォッシュコートは、第１の層の表面の９５～１００％を覆い、さらにより好ましくは、第２のウォッシュコートは、第１の層の接触可能な表面全体を覆う。
【0054】
第２の層はロジウムを含む。好ましくは、ロジウムの負荷は、１．０～４０ｇｍ／ｆｔ３である。
【0055】
あるいは、第１の層はロジウムを含むことができ、第２の層は、本願で特許請求される発明による触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む。
【0056】
さらに代替的には、第１の層は、本願で特許請求される発明による触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含み、第２の層は、ロジウムと本願で特許請求される発明による触媒組成物とを含む。
【0057】
ゾーン構造：
単層又は二層のいずれかである触媒物品は、好ましくはゾーン構造を有する。ゾーン構造は、第１のゾーン及び第２のゾーンを含む。第１のゾーン、第２のゾーン、又はその両方は、本願で特許請求される発明による触媒組成物を含む。
単層又は二層のいずれかである触媒物品は、好ましくはゾーン構造を有する。ゾーン構造は、第１のゾーン及び第２のゾーンを含む。第１のゾーン、第２のゾーン、又はその両方は、本願で特許請求される発明による触媒組成物を含む。
【0058】
好ましくは、二層物品は、第１の層及び第２の層を含み、第１の層、第２の層、又はその両方がゾーン構造を有し、ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、第１のゾーン、第２のゾーン、又はその両方が、本願で特許請求される発明による触媒組成物を含む。
【0059】
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」又は「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」又は「後方ゾーン」と互換的に使用される。「第１のゾーン」及び「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のゾーンは、上流に配置されるが、第２の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。
【0060】
好ましくは、第１のゾーン及び第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及び第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及び第２のゾーンは合わせて基材の全長を覆う。
【0061】
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のゾーン及び第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のゾーン及び第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のゾーン及び第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５０～６０％を覆うが、第１のゾーン及び第２のゾーンは合わせて基材の長さの９０～１００％を覆う。
【0062】
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。好ましい実施形態では、基材は、セラミック基材、金属基材、セラミック発泡体基材、又は織物繊維基材である。好ましくは、基材は、セラミック又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。好ましい実施形態では、基材は、セラミック基材、金属基材、セラミック発泡体基材、又は織物繊維基材である。好ましくは、基材は、セラミック又は金属モノリスハニカム構造である。
【0063】
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適用及び接着され、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。
【0064】
好ましい金属基材としては、チタン及びステンレス鋼などの耐熱性金属及び金属合金、並びに鉄が実質的又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、及び／又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％の合金を含み得る。例えば、１０～２５重量％のクロム、３～８重量％のアルミニウム、及び最大２０重量％のニッケルである。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又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。
【0065】
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。
【0066】
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個又はそれを超えるガス入口開口部（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及び６ミルの壁厚、又は６００ｃｐｓｉ及び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、又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又はそれ以上、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、０．００８～０．０１２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、多孔質コージェライトから構成され、その例は、３００ｃｐｓｉ及び１２ｍｉｌ（１ｍｉｌ＝０．００１インチ）の壁厚、又は１０ｍｉｌの壁厚を有する３００ｃｐｓｉ、又は８ｍｉｌの壁厚を有する３００ｃｐｓｉ、及び４０～７０％の壁空隙率を有する。チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、及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、又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又は完全に塞ぐ）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、又は金属ハニカム構造を有する。
【0067】
図７Ａ及び図７Ｂ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７Ａ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７Ｂ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７Ｂ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層又は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。
【0068】
図８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８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及び出口端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及び出口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、又はその中に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、入口側及び出口側の両方に存在してもよく、又は壁自体が触媒材料の全部又は一部からなっていてもよい。本発明は、要素の入口壁及び／又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。
【0069】
触媒物品の調製：
本願で特許請求される発明の別の態様によれば、本願で特許請求される発明による触媒物品の調製のためのプロセスも提供される。プロセスは、本願で特許請求される発明による触媒組成物を含む第１のスラリーを調製することと、基材上に第１のスラリーを堆積させ、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、を含む。得られた触媒物品は単層である。
本願で特許請求される発明の別の態様によれば、本願で特許請求される発明による触媒物品の調製のためのプロセスも提供される。プロセスは、本願で特許請求される発明による触媒組成物を含む第１のスラリーを調製することと、基材上に第１のスラリーを堆積させ、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、を含む。得られた触媒物品は単層である。
【0070】
好ましくは、二層触媒物品は、本願で特許請求される発明による触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む第１のスラリーを調製することと、ロジウムを含む第２のスラリーを調製することと、基材上に第１のスラリーを堆積させて、第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、第１の層上に第２のスラリーを堆積させて、第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、を含むプロセスによって調製される。
【0071】
好ましくは、二層触媒物品は、本願で特許請求される発明による触媒組成物とパラジウムとを含む第１のスラリーを調製することと、ロジウムと本願で特許請求される発明による触媒組成物とを含む第２のスラリーを調製することと、基材上に第１のスラリーを堆積させて、第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、第１の層上に第２のスラリーを堆積させて、第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、を含むプロセスによって調製される。
【0072】
好ましくは、二層触媒物品は、本願で特許請求される発明による触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む第１のスラリーを調製することと、ロジウムを含む第２のスラリーを調製することと、基材上に第２のスラリーを堆積させて、第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、第１の層上に第１のスラリーを堆積させて、第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、を含むプロセスによって調製される。
【0073】
触媒物品の調製は、パラジウム、白金及び／又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」又は「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。含浸又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）、及び共含浸技術（Ｃ）が挙げられる。
【0074】
不均一材料、すなわち触媒の合成には、一般に、キャピラリ含浸又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又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、含浸及び乾燥中の細孔内の物質移動条件に依存する。
【0075】
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。ロジウムが活性金属である場合、塩化ロジウム、硝酸ロジウム（例えば、Ｒｈ（ＮＯ）３及びその塩）、酢酸ロジウム、又はそれらの組合せ；パラジウムが活性金属である場合、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、又はそれらの組合せ；並びに白金が活性金属である場合、硝酸白金、硝酸テトラアミン白金、酢酸白金、又はそれらの組合せなどの水溶性化合物又は活性金属の錯体の水溶液が典型的に利用される。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。
【0076】
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、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、及び／又は界面活性剤（アニオン性、カチオン性、非イオン性、又は両性界面活性剤を含む）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、又はデルタ／シータアルミナ、並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１．０～５．０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又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、又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３．０～１２である。
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、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、及び／又は界面活性剤（アニオン性、カチオン性、非イオン性、又は両性界面活性剤を含む）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、又はデルタ／シータアルミナ、並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１．０～５．０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又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、又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３．０～１２である。
【0077】
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、又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％であり得る。一実施形態では、粉砕後スラリーは、約３．０～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。
【0078】
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。一実施形態では、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℃）で一定期間（例えば、１０分～３．０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。乾燥及びか焼の後、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。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、所望の負荷レベル又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。
【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。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）触媒物品とを含み得る。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。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）触媒物品とを含み得る。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。
【0080】
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。
【0081】
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、床下触媒、触媒化スートフィルタ（catalysed soot filter、ＣＳＦ）構成要素、及び／又は選択的接触還元（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。
【0082】
本発明の別の態様では、炭化水素、一酸化炭素、及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又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。
【0083】
本発明はまた、ガス状排気流中の炭化水素、一酸化炭素、及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又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、及び窒素酸化物のレベルを低下させることを含む、方法を提供する。
【0084】
本発明の別の態様では、炭化水素、一酸化炭素、及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又は排気ガス処理システムの使用も提供される。
【0085】
本発明を以下の実施形態によってさらに説明する。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。
【0086】
実施形態１：
ａ）白金と、ｂ）少なくとも１つの複合体と、を含む触媒組成物であって、白金は、複合体上に支持され、複合体は、複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）、複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）、及び複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）を含む、触媒組成物。
ａ）白金と、ｂ）少なくとも１つの複合体と、を含む触媒組成物であって、白金は、複合体上に支持され、複合体は、複合体の総重量に基づいて、５．０～５０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）、複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）、及び複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）を含む、触媒組成物。
【0087】
実施形態２：
セリアが、５．０ｎｍ～１００ｎｍの範囲の平均粒径を有するナノ粒子の形態である、実施形態１に記載の触媒組成物。
セリアが、５．０ｎｍ～１００ｎｍの範囲の平均粒径を有するナノ粒子の形態である、実施形態１に記載の触媒組成物。
【0088】
実施形態３：
マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が１：４～４：１である、実施形態１～２のいずれか一項に記載の触媒組成物。
マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が１：４～４：１である、実施形態１～２のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0089】
実施形態４：
マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が７：３である、実施形態１～３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が７：３である、実施形態１～３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0090】
実施形態５：
複合体上に支持された白金の総量が、複合体の総重量に対して０．１～１０重量％の範囲である、実施形態１～４のいずれか一項に記載の触媒組成物。
複合体上に支持された白金の総量が、複合体の総重量に対して０．１～１０重量％の範囲である、実施形態１～４のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0091】
実施形態６：
複合体が、ランタナ、チタニア、ハフニア、カルシア、ストロンチア、バリア、ジルコニア、又はイットリウム、プラセオジム、ネオジム、鉄の酸化物、又はそれらの任意の組合せから選択されるドーパントを含む、実施形態１～５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
複合体が、ランタナ、チタニア、ハフニア、カルシア、ストロンチア、バリア、ジルコニア、又はイットリウム、プラセオジム、ネオジム、鉄の酸化物、又はそれらの任意の組合せから選択されるドーパントを含む、実施形態１～５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0092】
実施形態７：
セリア（ＣｅＯ２として計算される）が、複合体の総重量に基づいて、２０～４０重量％の量である、実施形態１～６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
セリア（ＣｅＯ２として計算される）が、複合体の総重量に基づいて、２０～４０重量％の量である、実施形態１～６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0093】
実施形態８：
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）が、複合体の総重量に基づいて、１２～３２重量％の量である、実施形態１～７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）が、複合体の総重量に基づいて、１２～３２重量％の量である、実施形態１～７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0094】
実施形態９：
マングネシア（ＭｇＯとして計算される）が、複合体の総重量に基づいて、３５～６５重量％の量である、実施形態１～８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
マングネシア（ＭｇＯとして計算される）が、複合体の総重量に基づいて、３５～６５重量％の量である、実施形態１～８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0095】
実施形態１０：
セリア（ＣｅＯ２として計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が０．６～３．３の範囲である、実施形態１～９のいずれか一項に記載の触媒組成物。
セリア（ＣｅＯ２として計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が０．６～３．３の範囲である、実施形態１～９のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0096】
実施形態１１：
複合体の量が、触媒組成物の総重量の８０～１００重量％である、実施形態１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物。
複合体の量が、触媒組成物の総重量の８０～１００重量％である、実施形態１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0097】
実施形態１２：
セリア（ＣｅＯ２として計算される）；アルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）；及びマグネシア（ＭｇＯとして計算される）の総量は、複合体の総重量に基づいて、８０～１００重量％である、実施形態１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
セリア（ＣｅＯ２として計算される）；アルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）；及びマグネシア（ＭｇＯとして計算される）の総量は、複合体の総重量に基づいて、８０～１００重量％である、実施形態１～１１のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【0098】
実施形態１３：
基材上に堆積した実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む触媒物品。
基材上に堆積した実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む触媒物品。
【0099】
実施形態１４：
触媒物品が単層触媒物品である、実施形態１３に記載の触媒物品。
触媒物品が単層触媒物品である、実施形態１３に記載の触媒物品。
【0100】
実施形態１５：
触媒物品が、第１の層と、第２の層と、基材と、を含む二相物品であり、第１の層が、基材の少なくとも一部に堆積され、第２の層が、第１の層の少なくとも一部、基材の少なくとも一部、又はその両方に堆積され、第１の層が、実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含み、第２の層がロジウムを含む、実施形態１３に記載の触媒物品。
触媒物品が、第１の層と、第２の層と、基材と、を含む二相物品であり、第１の層が、基材の少なくとも一部に堆積され、第２の層が、第１の層の少なくとも一部、基材の少なくとも一部、又はその両方に堆積され、第１の層が、実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含み、第２の層がロジウムを含む、実施形態１３に記載の触媒物品。
【0101】
実施形態１６：
触媒物品が、第１の層と、第２の層と、基材と、を含む二層物品であり、第１の層が、基材の少なくとも一部に堆積され、第２の層が、第１の層の少なくとも一部、基材の少なくとも一部、又はその両方に堆積され、第１の層がロジウムを含み、第２の層が、実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む、実施形態１３に記載の触媒物品。
触媒物品が、第１の層と、第２の層と、基材と、を含む二層物品であり、第１の層が、基材の少なくとも一部に堆積され、第２の層が、第１の層の少なくとも一部、基材の少なくとも一部、又はその両方に堆積され、第１の層がロジウムを含み、第２の層が、実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む、実施形態１３に記載の触媒物品。
【0102】
実施形態１７：
触媒物品が、第１の層と、第２の層と、基材と、を含む、二層物品であり、第１の層が、基材の少なくとも一部に堆積され、第２の層が、第１の層の少なくとも一部、基材の少なくとも一部、又はその両方に堆積され、第１の層が、請求項１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物とパラジウムとを含み、第２の層が、ロジウムと実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物とを含む、実施形態１３に記載の触媒物品。
触媒物品が、第１の層と、第２の層と、基材と、を含む、二層物品であり、第１の層が、基材の少なくとも一部に堆積され、第２の層が、第１の層の少なくとも一部、基材の少なくとも一部、又はその両方に堆積され、第１の層が、請求項１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物とパラジウムとを含み、第２の層が、ロジウムと実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物とを含む、実施形態１３に記載の触媒物品。
【0103】
実施形態１８：
触媒物品がゾーン構造を有し、ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、第１のゾーン、第２のゾーン、又はその両方が実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む、実施形態１３～１４のいずれか一項に記載の触媒物品。
触媒物品がゾーン構造を有し、ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、第１のゾーン、第２のゾーン、又はその両方が実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む、実施形態１３～１４のいずれか一項に記載の触媒物品。
【0104】
実施形態１９：
触媒物品が、第１の層及び第２の層を含む二層物品であり、第１の層、第２の層、又はその両方がゾーン構造を有し、ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、第１のゾーン、第２のゾーン、又はその両方が、実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む、実施形態１５～１７のいずれか一項に記載の触媒物品。
触媒物品が、第１の層及び第２の層を含む二層物品であり、第１の層、第２の層、又はその両方がゾーン構造を有し、ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、第１のゾーン、第２のゾーン、又はその両方が、実施形態１～１２のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む、実施形態１５～１７のいずれか一項に記載の触媒物品。
【0105】
実施形態２０：
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、又は織物繊維基材から選択される、実施形態１３～１９のいずれか一項に記載の触媒物品。
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、又は織物繊維基材から選択される、実施形態１３～１９のいずれか一項に記載の触媒物品。
【0106】
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。
【0107】
実施例１：触媒組成物
表１は、触媒試料及びそれらの組成情報を列挙する。
表１は、触媒試料及びそれらの組成情報を列挙する。
【0108】
以下の５つの支持体材料を、種々の触媒を製造するために使用した。
１． Ａｌ２Ｏ３は、ＭｇＯを含まないγ－アルミナである。
２． Ｍｇ２０は、約２０重量％のＭｇＯ及び約８０重量％のＡｌ２Ｏ３を含有する支持体材料である。
３． Ｍｇ３０は、約３０重量％のＭｇＯ及び約７０重量％のＡｌ２Ｏ３を含有する支持体材料である。
４． Ｍｇ７０は、約７０重量％のＭｇＯ及び約３０重量％のＡｌ２Ｏ３を含有する支持体材料である。
５． ＭｇＯは、Ａｌ２Ｏ３を含まない１００％ＭｇＯである。
１． Ａｌ２Ｏ３は、ＭｇＯを含まないγ－アルミナである。
２． Ｍｇ２０は、約２０重量％のＭｇＯ及び約８０重量％のＡｌ２Ｏ３を含有する支持体材料である。
３． Ｍｇ３０は、約３０重量％のＭｇＯ及び約７０重量％のＡｌ２Ｏ３を含有する支持体材料である。
４． Ｍｇ７０は、約７０重量％のＭｇＯ及び約３０重量％のＡｌ２Ｏ３を含有する支持体材料である。
５． ＭｇＯは、Ａｌ２Ｏ３を含まない１００％ＭｇＯである。
【0109】
【表1】
【0110】
試料調製：
試料１、２、１１、１３、１４、１６及び１８は、インシピエントウェットネス含浸技術を用いて硝酸白金溶液を支持体（Ａｌ２Ｏ３、Ｍｇ２０、Ｍｇ３０、Ｍｇ７０又はＭｇＯ）上に含浸させることによって調製した。含浸した試料を空気中５５０℃で２時間か焼した。
試料１、２、１１、１３、１４、１６及び１８は、インシピエントウェットネス含浸技術を用いて硝酸白金溶液を支持体（Ａｌ２Ｏ３、Ｍｇ２０、Ｍｇ３０、Ｍｇ７０又はＭｇＯ）上に含浸させることによって調製した。含浸した試料を空気中５５０℃で２時間か焼した。
【0111】
試料３～６は、（第１の）コロイド状ＣｅＯ２懸濁液（約２０ｎｍのＣｅＯ２粒子の平均直径を有する）及び（第２の）硝酸白金溶液をＭｇ７０支持体に順次含浸することによって調製した。第１の含浸後、得られた材料を１２０℃で１５分間乾燥させた。第２の含浸後、試料を空気中５５０℃で２時間か焼した。
【0112】
試料７は、（第１の）硝酸Ｃｅ溶液及び（第２の）硝酸白金溶液をＭｇ７０支持体に順次含浸させることによって調製した。第１の含浸後、得られた材料を１２０℃で１５分間乾燥させた。第２の含浸後、試料を空気中５５０℃で２時間か焼した。
【0113】
試料８は、（第１の）コロイド状ＣｅＯ２懸濁液（約２０ｎｍのＣｅＯ２粒子の平均直径を有する）及び（第２の）硝酸白金溶液をＭｇ７０支持体に順次含浸することによって調製した。第１の含浸後、得られた材料を空気中５５０℃で２時間か焼した。２回目の含浸後、試料を再び空気中５５０℃で２時間か焼した。
【0114】
試料９は、（第１の）硝酸白金溶液及び（第２の）コロイド状ＣｅＯ２懸濁液（約２０ｎｍのＣｅＯ２粒子の平均直径を有する）をＭｇ７０支持体に順次含浸することによって調製した。第１の含浸後、得られた材料を１２０℃で１５分間乾燥させた。２回目の含浸後、試料を再び空気中５５０℃で２時間か焼した。
【0115】
試料１０は、（第１の）コロイド状ＣｅＯ２懸濁液（約８０ｎｍのＣｅＯ２粒子の平均直径を有する）及び（第２の）硝酸白金溶液をＭｇ７０支持体に順次含浸することによって調製した。第１の含浸後、得られた材料を１２０℃で１５分間乾燥させた。第２の含浸後、試料を空気中５５０℃で２時間か焼した。
【0116】
試料１２、１５、１７、１９は、硝酸白金及び硝酸セリウム混合溶液を支持体（Ａｌ２Ｏ３、Ｍｇ３０、Ｍｇ７０又はＭｇＯ）上に共含浸させることによって調製した。含浸した試料を空気中５５０℃で２時間か焼した。
【0117】
触媒エージング条件：
全ての触媒を、活性評価の前に、１０％Ｈ２Ｏを含む空気中、９５０℃で５時間エージングした。
全ての触媒を、活性評価の前に、１０％Ｈ２Ｏを含む空気中、９５０℃で５時間エージングした。
【0118】
触媒評価条件：
２種類の試験実行（連続温度ランプ及び一定温度）を各試料について行った。第１の実行では、１０℃／分の温度ランプ速度で１００℃～５００℃まで連続的に温度ランプにより、５００℃で３０分間保持して触媒を試験した。第２のランでは、２５℃の温度工程で１２５℃～５００℃まで定常状態試験を行い、各温度での保持時間は１５分であった。両方の試験は、１．５％のＣＯ、０．５％のＨ２、６６７ｐｐｍのＣ３Ｈ６、３３３ｐｐｍのＣ３Ｈ８、１５００ｐｐｍのＮＯ、１４％のＣＯ２、１０％のＨ２Ｏ、１．４％のＯ２を含み、残りがＡｒである同じ供給ガスを使用した。この供給ガスは、化学量論的条件が等しく、すなわち、λ＝１である。全ての試験の１時間あたりの重量空間速度は４００，０００ｍＬ／（ｇｃａｔ．ｈ）に保った。出口ガス組成は、赤外分光法（ＩＲ）及び／又は質量分光法（ＭＳ）によって測定した。
２種類の試験実行（連続温度ランプ及び一定温度）を各試料について行った。第１の実行では、１０℃／分の温度ランプ速度で１００℃～５００℃まで連続的に温度ランプにより、５００℃で３０分間保持して触媒を試験した。第２のランでは、２５℃の温度工程で１２５℃～５００℃まで定常状態試験を行い、各温度での保持時間は１５分であった。両方の試験は、１．５％のＣＯ、０．５％のＨ２、６６７ｐｐｍのＣ３Ｈ６、３３３ｐｐｍのＣ３Ｈ８、１５００ｐｐｍのＮＯ、１４％のＣＯ２、１０％のＨ２Ｏ、１．４％のＯ２を含み、残りがＡｒである同じ供給ガスを使用した。この供給ガスは、化学量論的条件が等しく、すなわち、λ＝１である。全ての試験の１時間あたりの重量空間速度は４００，０００ｍＬ／（ｇｃａｔ．ｈ）に保った。出口ガス組成は、赤外分光法（ＩＲ）及び／又は質量分光法（ＭＳ）によって測定した。
【0119】
【0120】
図１に示すように、ＣｅＯ２の負荷を増加させると、ＴＷＣ活性がある点まで増加する。ＨＣ変換率は、ＣｅＯ２負荷が２６～３４重量％であるときに最も高い。ＣｅＯ２負荷を５１％までさらに増加させると、活性は最大値未満のレベルになるが、１７％のＣｅＯ２を有する触媒又はＣｅを含まない触媒よりも依然として高い。ＮＯｘ変換については、最適なＣｅＯ２負荷は３４％であることが分かる。
【0121】
図２は、調製方法の関数としてのＴＷＣ活性を比較する。調製方法は、ＨＣ、ＮＯｘ及びＣＯ変換率に複雑な影響を及ぼす。含浸工程の間のか焼は、ＣＯ、ＮＯｘ及びＨＣについて最も低い変換率をもたらす。断続的なか焼を行わない場合、最初にＣｅ含浸を行い、次にＰｔ含浸を行うと、ＨＣ及びＮＯｘに対してより高い活性が得られるが、ＣＯに対しては得られない。一方、含浸の逆の順序は、ＨＣ及びＣＯに対してより良好な活性を有するが、ＮＯｘに対してはそうではない触媒をもたらした。
【0122】
図３は、ＴＷＣ活性に対するＣｅＯ２前駆体（硝酸Ｃｅ対コロイド状ＣｅＯ２）及び粒径（コロイド状ＣｅＯ２）の効果を示す。試料５が最も活性な触媒であることが分かり、試料１０がそれに続く。硝酸Ｃｅを用いて調製した触媒である試料７は、コロイド状ＣｅＯ２を用いて作製した触媒よりも活性が低く、試料２よりもさらに劣っている。
【0123】
図４は、試料５、７及び１０についての活性化効果を示す。試料の活性化は、Ａｒ中１０％のＨ２を用いて２５０℃で１時間の還元処理によって行った。活性化処理は、これらの試料に対して、ＣＯ、ＮＯｘ及びＨＣ変換について様々な促進効果を有する。最も顕著な活性化効果は、エージングされた試料７で見られた。活性化後、最も活性な触媒は試料５である。
【0124】
図５は、Ｍｇ７０上に支持されたＰｔ触媒（試料１６）が、Ａｌ２Ｏ３、Ｍｇ２０、Ｍｇ３０又はＭｇＯ支持Ｐｔ触媒よりもＨＣ及びＮＯに対してより活性であることを示す。
【0125】
図６は、試料１７（１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ７０）が、試料１２又は１５（Ａｌ２Ｏ３又はＭｇ３０支持触媒）よりも、ＮＯ及びＨＣ変換に対してより活性であることを示す。ＭｇＯ支持触媒（試料１９）は、ＨＣ変換において試料１７に匹敵する活性を有するが、ＮＯ変換に対しては活性が低い。
【0126】
試料触媒を比表面積及び平均結晶子サイズについても評価した。結果を表２に示す。
【0127】
【表2】
【0128】
表２は、試料５、７及び１０の比表面積、並びに新鮮な試料及びエージングされた試料の両方についてＸＲＤによって測定された平均ＣｅＯ２結晶子サイズを示す。新鮮な触媒の平均ＣｅＯ２結晶子サイズは、試料１０＞試料５＞試料７の順で減少する。各触媒について、エージングはＣｅＯ２結晶子サイズを２～５倍増加させる。
【0129】
エージング前後の試料１２、１５及び１７の平均ＣｅＯ２結晶子サイズを表３に示す。
【0130】
【表3】
【0131】
新鮮な試料については、ＣｅＯ２結晶子サイズは、試料１２＞試料１５＞試料１７の順に従う。すなわち、ＣｅＯ２サイズは、支持体上のＭｇＯ含有量と共に減少する。エージング後、ＣｅＯ２サイズは、全ての試料で有意に増加し、ＣｅＯ２結晶子サイズの順位は、試料１７＞試料１２＞試料１５となる。
【0132】
新鮮な及びエージングされたＭｇ３０及びＭｇ７０支持体のＸ線回折パターンを図９に示す。空気中１０％のＨ２Ｏを用いて９５０℃で５時間エージングを行った。
【0133】
図９は、ｉ）新鮮なＭｇ３０試料が層状複水酸化物（ＬＤＨ）相とγ－アルミナ相との混合物であることを示す。両方の相は明確ではなく、ｉｉ）エージングされたＭｇ３０試料はＭｇＡｌ２Ｏ４スピネル相とＭｇＯ相との混合物であり、エージングされたＭｇ３０中にアルミナ相は存在せず、ｉｉｉ）新鮮なＭｇ７０試料は明確なＬＤＨ相を有し、ｉｖ）エージングされたＭｇ７０試料はＭｇＡｌ２Ｏ４相とＭｇＯ相との混合物である。エージングされたＭｇ７０中にアルミナ相は存在しない。
【0134】
Ｍｇ３０－５５０及びＭｇ７０－５５０、並びにＭｇ３０－５５０－エージング及びＭｇ７０－５５０－エージングの試料のＸ線回折パターンを図１０に示す。Ｍｇ３０－５５０及びＭｇ７０－５５０材料を空気中５５０℃で２時間か焼した。Ｍｇ３０－５５０－エージング及びＭｇ７０－５５０－エージングを、空気中１０％Ｈ２Ｏを用いて９５０℃で５時間行った。
【0135】
図１０は、ｉ）Ｍｇ３０－５５０試料がＭｇＯ相及びｇ－Ａｌ２Ｏ３相の混合物であり、ｉｉ）Ｍｇ７０－５５０試料が優勢なＭｇＯ相及び少量のｇ－Ａｌ２Ｏ３相を有し、ｉｉｉ）Ｍｇ３０－５５０－エージングの試料がＭｇＡｌ２Ｏ４相及び微量のＭｇＯ相からなり、ｉｖ）Ｍｇ７０－５５０－エージングがＭｇＡｌ２Ｏ３相及びＭｇＯ相からなり、並びにｖ）いずれのエージングされた試料にもアルミナ相が存在しないことを示す。
【0136】
図１１は、新鮮なＰｔ触媒（Ａ）及びエージングされたＰｔ触媒（Ｂ）のＸ線回折パターンを示す。
【0137】
新鮮な試料について、以下の観察結果が見出された。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ３０試料は、ＣｅＯ２相及びＭｇＡｌ２Ｏ４相を含有し、ｇ－Ａｌ２Ｏ３相は検出されなかった。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ７０試料は、ＣｅＯ２相及びＭｇＯ相を含有し、ｇ－Ａｌ２Ｏ３相は検出されなかった。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３試料は、ＣｅＯ２相及びｇ－Ａｌ２Ｏ３相を含有する。
－全ての新鮮な試料において、結晶性Ｐｔは検出されなかった。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ３０試料は、ＣｅＯ２相及びＭｇＡｌ２Ｏ４相を含有し、ｇ－Ａｌ２Ｏ３相は検出されなかった。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ７０試料は、ＣｅＯ２相及びＭｇＯ相を含有し、ｇ－Ａｌ２Ｏ３相は検出されなかった。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３試料は、ＣｅＯ２相及びｇ－Ａｌ２Ｏ３相を含有する。
－全ての新鮮な試料において、結晶性Ｐｔは検出されなかった。
【0138】
エージングされた試料について、以下の観察結果が見出された。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ３０－エージングの試料は、ＣｅＯ２相及びＭｇＡｌ２Ｏ４相を含有し、Ａｌ２Ｏ３相を含有しない。Ｐｔが検出された。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ７０－エージングの試料は、ＣｅＯ２相、ＭｇＯ相及びＭｇＡｌ２Ｏ４相を含有し、Ａｌ２Ｏ３相を含有しない。Ｐｔが検出された。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３－エージングの試料は、ＣｅＯ２相及びｇ－Ａｌ２Ｏ３相を含有する。Ｐｔが検出された。
－Ｐｔ回折ピーク（２θ＝約４０°）強度は、１Ｐｔ２０Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３－エージングの試料上で最も高いことが見出され、これは、３つのエージングされた試料の中で最も大きい平均Ｐｔ結晶子サイズを示す。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ３０－エージングの試料は、ＣｅＯ２相及びＭｇＡｌ２Ｏ４相を含有し、Ａｌ２Ｏ３相を含有しない。Ｐｔが検出された。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ｍｇ７０－エージングの試料は、ＣｅＯ２相、ＭｇＯ相及びＭｇＡｌ２Ｏ４相を含有し、Ａｌ２Ｏ３相を含有しない。Ｐｔが検出された。
－１Ｐｔ－２０Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３－エージングの試料は、ＣｅＯ２相及びｇ－Ａｌ２Ｏ３相を含有する。Ｐｔが検出された。
－Ｐｔ回折ピーク（２θ＝約４０°）強度は、１Ｐｔ２０Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３－エージングの試料上で最も高いことが見出され、これは、３つのエージングされた試料の中で最も大きい平均Ｐｔ結晶子サイズを示す。
【0139】
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及び用途の単なる例示であることを理解されたい。本発明の趣旨及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及び装置に対して様々な改変及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及びその均等物の範囲内にある改変及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2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【手続補正書】
【提出日】2023-08-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ａ）白金と、ｂ）少なくとも１つの複合体と、
を含む、触媒組成物であって、
白金は、前記複合体に支持されており、
前記複合体は、
ｉ．前記複合体の総重量に基づいて、２０～４０重量％の量のセリア（ＣｅＯ２として計算される）と、
ｉｉ．前記複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）と、
ｉｉｉ．前記複合体の総重量に基づいて、１０～８０重量％の量のマグネシア（ＭｇＯとして計算される）と、
を含む、触媒組成物。
【請求項2】
前記セリアが、５．０ｎｍ～１００ｎｍの範囲の平均粒径を有するナノ粒子の形態である、請求項１に記載の触媒組成物。
【請求項3】
マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が１：４～４：１である、請求項１又は２に記載の触媒組成物。
【請求項4】
マグネシア（ＭｇＯとして計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が７：３である、請求項１～３のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項5】
前記複合体上に支持された白金の総量が、前記複合体の総重量に対して０．１～１０重量％の範囲である、請求項１～４のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項6】
前記複合体が、ランタナ、チタニア、ハフニア、カルシア、ストロンチア、バリア、ジルコニア、又はイットリウム、プラセオジム、ネオジム、鉄の酸化物、又はそれらの任意の組合せから選択されるドーパントを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項7】
前記複合体中のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）が、前記複合体の総重量に基づいて、１２～３２重量％の量で存在する、請求項１～６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項8】
前記複合体中のマングネシア（ＭｇＯとして計算される）が、前記複合体の総重量に基づいて、３５～６５重量％の量で存在する、請求項１～７のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項9】
前記複合体中のセリア（ＣｅＯ２として計算される）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３として計算される）との重量比が０．６～３．３の範囲である、請求項１～８のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項10】
複合体の量が、前記触媒組成物の総重量の８０～１００重量％である、請求項１～９のいずれか一項に記載の触媒組成物。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、マグネシア及びアルミナを混合して、マグネシア及びアルミナを含む第１の複合体を得ることと、前記第１の複合体上にセリアを含浸させて、第２の複合体を得ることと、前記第２の複合体上に白金を含浸させ、その後、か焼して、前記触媒組成物を得ることと、を含む、プロセス。
【請求項12】
前記セリアが、１０ｎｍ～８０ｎｍの範囲の平均粒径を有するコロイド状セリアである、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項13】
請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－マグネシア及びアルミナを混合して、マグネシア及びアルミナを含む複合体を得ることと、
－前記複合体上にセリア及び白金を共含浸させ、その後、か焼して前記触媒組成物を得ることと、
を含む、プロセス。
【請求項14】
請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物が基材上に堆積される、触媒物品。
【請求項15】
前記触媒物品が単層触媒物品であり、請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物が前記基材上に単層として堆積される、請求項１４に記載の触媒物品。
【請求項16】
前記触媒物品が、ａ）第１の層と、
ｂ）第２の層と、
ｃ）基材と、
を含む二層物品であり、
前記第１の層は、前記基材の少なくとも一部の上に堆積され、前記第２の層は、前記第１の層の少なくとも一部の上、前記基材の少なくとも一部の上、又はその両方の上に堆積され、
前記第１の層が、請求項１～９のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含み、
前記第２の層はロジウムを含む、
請求項１４に記載の触媒物品。
【請求項17】
前記触媒物品が、ａ）第１の層と、
ｂ）第２の層と、
ｃ）基材と、
を含む二層物品であり、
前記第１の層は、前記基材の少なくとも一部の上に堆積され、前記第２の層は、前記第１の層の少なくとも一部の上、前記基材の少なくとも一部の上、又はその両方の上に堆積され、
前記第１の層はロジウムを含み、
前記第２の層が、請求項１～９のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む、
請求項１４に記載の触媒物品。
【請求項18】
前記触媒物品が、ａ）第１の層と、
ｂ）第２の層と、
ｃ）基材と、
を含む二層物品であり、
前記第１の層は、前記基材の少なくとも一部の上に堆積され、前記第２の層は、前記第１の層の少なくとも一部の上、前記基材の少なくとも一部の上、又はその両方の上に堆積され、
前記第１の層が、請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物とパラジウムとを含み、
前記第２の層が、ロジウムと、請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物とを含む、
請求項１４に記載の触媒物品。
【請求項19】
前記触媒物品がゾーン構造を有し、前記ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、前記第１のゾーン、前記第２のゾーン、又はその両方が請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む、請求項１４又は１５に記載の触媒物品。
【請求項20】
前記触媒物品が、第１の層及び第２の層を含む二層物品であり、前記第１の層、前記第２の層、又はその両方がゾーン構造を有し、前記ゾーン構造が第１のゾーン及び第２のゾーンを含み、前記第１のゾーン、前記第２のゾーン、又はその両方が、請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む、請求項１６～１８のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項21】
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、又は織物繊維基材から選択される、請求項１４～２０のいずれか一項に記載の触媒物品。
【請求項22】
請求項１４又は１５に記載の触媒物品の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物を含む第１のスラリーを調製することと、
－前記第１のスラリーを前記基材上に堆積させ、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
を含む、プロセス。
【請求項23】
請求項１６に記載の触媒物品の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む第１のスラリーを調製し、ロジウムを含む第２のスラリーを調製することと、
－前記第１のスラリーを前記基材上に堆積させて第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
－前記第１の層上に前記第２のスラリーを堆積させて第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
を含む、プロセス。
【請求項24】
請求項１７に記載の触媒物品の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物と、任意選択でパラジウムとを含む第１のスラリーを調製することと、ロジウムを含む第２のスラリーを調製することと、
－前記第２のスラリーを前記基材上に堆積させて第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
－前記第１の層上に前記第１のスラリーを堆積させて第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
を含む、プロセス。
【請求項25】
請求項１８に記載の触媒物品の調製のためのプロセスであって、前記プロセスが、－請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物とパラジウムとを含む第１のスラリーを調製することと、
－ロジウムと請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒組成物とを含む第２のスラリーを調製することと、
前記第１のスラリーを前記基材上に堆積させて第１の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
－前記第１の層上に前記第２のスラリーを堆積させて第２の層を得、その後、４００～７００℃の範囲の温度でか焼することと、
を含む、プロセス。
【請求項26】
請求項１４～２１のいずれか一項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27】
炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物及び微粒子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１４～２１のいずれか一項に記載の触媒物品又は請求項２６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28】
ガス状排気流中の炭化水素、一酸化炭素、及び窒素酸化物のレベルを低下させる方法であって、前記ガス状排気流を請求項１４～２１のいずれか一項に記載の触媒物品又は請求項２７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、及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29】
炭化水素、一酸化炭素、及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１４～２１のいずれか一項に記載の触媒物品又は請求項２６に記載の排気ガス処理システムの使用。
【国際調査報告】