特表 2019-531181 揮発した白金のための捕捉領域を備える、圧縮着火エンジン用の排気システム

(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】特表2019-531181(P2019-531181A)

(43)【公表日】2019年10月31日

(54)【発明の名称】揮発した白金のための捕捉領域を備える、圧縮着火エンジン用の排気システム

(51)【国際特許分類】

   B01J 29/78 20060101AFI20191004BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20191004BHJP

   B01J 20/02 20060101ALI20191004BHJP

   B01J 35/10 20060101ALI20191004BHJP

   B01J 35/04 20060101ALI20191004BHJP

   F01N 3/28 20060101ALI20191004BHJP

   F01N 3/10 20060101ALI20191004BHJP

   F01N 3/035 20060101ALI20191004BHJP

【ＦＩ】

   B01J29/78 AZAB

   B01D53/94 241

   B01D53/94 245

   B01D53/94 280

   B01J20/02 A

   B01J20/02 B

   B01D53/94 222

   B01J35/10 301J

   B01J35/04 301L

   B01J35/04 301E

   F01N3/28 Q

   F01N3/10 A

   F01N3/035 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2019-507343(P2019-507343)

(86)(22)【出願日】2017年8月4日

(85)【翻訳文提出日】2019年4月4日

(86)【国際出願番号】GB2017052297

(87)【国際公開番号】WO2018029448

(87)【国際公開日】20180215

(31)【優先権主張番号】1613849.7

(32)【優先日】2016年8月12日

(33)【優先権主張国】GB

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(71)【出願人】

【識別番号】590004718

【氏名又は名称】ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＪＯＨＮＳＯＮ ＭＡＴＴＨＥＹ ＰＵＢＬＩＣ ＬＩＭＩＴＥＤ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ビダル， ヤニック

(72)【発明者】

【氏名】チッフィー， アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】モロー， フランソワ

【テーマコード（参考）】

3G091

3G190

4D148

4G066

4G169

【Ｆターム（参考）】

3G091AA18

3G091AB02

3G091AB05

3G091AB06

3G091AB13

3G091AB15

3G091BA07

3G091BA14

3G091BA15

3G091BA19

3G091BA39

3G091CA17

3G091GA01

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3G091GA18

3G091GB03W

3G091GB06W

3G091GB07W

3G091GB09W

3G091GB10X

3G091GB17X

3G091HA10

3G091HA12

3G190AA12

3G190BA17

3G190BA21

3G190BA43

3G190CA03

3G190CA13

3G190CA15

3G190CB13

3G190CB15

3G190CB16

3G190CB23

3G190CB25

3G190CB26

4D148AA06

4D148AA13

4D148AA14

4D148AA18

4D148AB01

4D148AB02

4D148AC03

4D148AC04

4D148BA11Y

4D148BA30Y

4D148BA31Y

4D148BA33Y

4D148BA35X

4D148BA41Y

4D148CC46

4D148CC47

4D148CD05

4D148DA03

4D148DA11

4G066AA02B

4G066AA12C

4G066AA23C

4G066BA26

4G066CA46

4G066DA02

4G169AA03

4G169BA01B

4G169BA03B

4G169BA05A

4G169BA05B

4G169BA07B

4G169BA13B

4G169BB02A

4G169BB04A

4G169BC13B

4G169BC31A

4G169BC33A

4G169BC43A

4G169BC62B

4G169BC71A

4G169BC72A

4G169BC72B

4G169BC75A

4G169BC75B

4G169CA03

4G169CA07

4G169CA13

4G169CA14

4G169CA15

4G169DA06

4G169EA19

4G169EA27

4G169EC02X

4G169EC03X

4G169ED10

4G169EE09

4G169ZA19B

(57)【要約】

圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための酸化触媒であって、この酸化触媒は、基材；基材上に配置された触媒材料、この触媒材料は白金（Ｐｔ）を含むものである；及び捕捉材料を備える領域を有し、この捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含み、この耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含み、この領域は、排ガスが触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための酸化触媒であって、
基材、
基材上に配置された触媒材料であって、白金（Ｐｔ）を含む、触媒材料、及び
捕捉材料を備える領域であって、該捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含み、該耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含む、領域
を備え、
該領域は、触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている、酸化触媒。

【請求項2】

耐火性酸化物が、セリアを２０重量％未満含む、請求項１に記載の酸化触媒。

【請求項3】

捕捉材料が、≧約５０ｍ^２／ｇの平均比表面積を有する耐火性酸化物粒子を含む、請求項１又は２に記載の酸化触媒。

【請求項4】

Ｐｔ合金化金属が、金属及び／又は金属の酸化物を含み、該金属が、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、Ｐｄ及びＡｕの混合物、Ｐｄ及びＣｕの混合物、Ａｕ及びＣｕの混合物、Ｐｄ、Ａｕ及びＣｕの混合物、Ｐｄ及びＡｕの二元合金、Ｐｄ及びＣｕの二元合金、Ａｕ及びＣｕの二元合金、Ｐｄ、Ａｕ及びＣｕの三元合金から成る群から選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項5】

金属が、パラジウム（Ｐｄ）、Ｐｄ及びＡｕの混合物、並びにＰｄ及びＡｕの二元合金から成る群から選択される、請求項４に記載の酸化触媒。

【請求項6】

触媒材料が、担持材料上に配置又は担持された白金（Ｐｔ）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項7】

触媒材料が、（ｉ）白金（Ｐｔ）、並びに（ｉｉ）パラジウム（Ｐｄ）及び／又はロジウム（Ｒｈ）を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項8】

触媒材料が、Ｐｔ及びＰｄを、≧１：１のＰｔ対Ｐｄの質量比で含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項9】

触媒材料が、Ｐｔ及びＲｈを、≧１：１のＰｔ対Ｒｈの質量比で含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項10】

捕捉領域が、触媒領域上に配置又は担持されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項11】

捕捉領域が、基材上に直接配置されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項12】

捕捉領域が、触媒領域と接触している、請求項１から１１のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項13】

捕捉領域が捕捉ゾーンであり、触媒領域が、該捕捉ゾーンの上流に配置又は担持されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項14】

触媒領域が触媒層であり、捕捉領域が捕捉ゾーンであり、該捕捉ゾーンが、該触媒層上に配置又は担持されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項15】

基材が、入口端面及び出口端面を有し、排ガスが触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に排ガスと接触するように配設された捕捉材料を有する領域が、基材の出口端面に配置された捕捉材料である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項16】

酸化触媒がさらに捕捉ゾーンを備え、該捕捉ゾーンは、基材内にある複数のチャネル壁に配置又は担持された捕捉材料を有し、該捕捉ゾーンは、≦２５ｍｍの平均長さを有する、請求項１５に記載の酸化触媒。

【請求項17】

基材がフロースルーモノリス基材である、請求項１から１６のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項18】

基材がフィルタリングモノリス基材である、請求項１から１７のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項19】

ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、ＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、受動的ＮＯ_ｘ吸着材（ＰＮＡ）、又はディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）である、請求項１から１８のいずれか一項に記載の酸化触媒。

【請求項20】

圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための排気システムであって、請求項１から１９のいずれか一項に記載の酸化触媒と、放出制御デバイスとを備える、排気システム。

【請求項21】

圧縮着火エンジンの排気システムにおいて白金（Ｐｔ）を含む触媒材料から、揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための捕捉ブリックであって、
基材、及び
基材上に配置された捕捉材料であって、該捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含み、該耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含む、捕捉材料
を備える、捕捉ブリック。

【請求項22】

耐火性酸化物が、セリアを２０重量％未満含む、請求項２１に記載の捕捉ブリック。

【請求項23】

捕捉材料が、≧約５０ｍ^２／ｇの平均比表面積を有する耐火性酸化物粒子を含む、請求項２１又は２２に記載の捕捉ブリック。

【請求項24】

Ｐｔ合金化金属が、金属及び／又は金属の酸化物を含み、該金属が、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、Ｐｄ及びＡｕの混合物、Ｐｄ及びＣｕの混合物、Ａｕ及びＣｕの混合物、Ｐｄ、Ａｕ及びＣｕの混合物、Ｐｄ及びＡｕの二元合金、Ｐｄ及びＣｕの二元合金、Ａｕ及びＣｕの二元合金、Ｐｄ、Ａｕ及びＣｕの三元合金から成る群から選択される、請求項２１から２３のいずれか一項に記載の捕捉ブリック。

【請求項25】

基材がフロースルーモノリス基材である、請求項２１から２４のいずれか一項に記載の捕捉ブリック。

【請求項26】

圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための排気システムであって、該排気システムは、
（ｉ）排ガスを処理するための酸化触媒であって、該酸化触媒は、第一の基材と、第一の基材上に配置された触媒材料とを備え、該触媒材料は、白金（Ｐｔ）を含む、酸化触媒、及び
（ｉｉ）請求項２１から２５のいずれか一項に記載の捕捉ブリック
を備え、
該捕捉ブリックは、排ガスが酸化触媒を通過した後に排ガスと接触するように配設されている、排気システム。

【請求項27】

酸化触媒が、請求項１から１９のいずれか一項で規定したものである、請求項２６に記載の排気システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための酸化触媒及び排気システムに関する。本発明はさらに、酸化触媒、排気システム、及び揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域についての方法及び使用に関する。本発明はまた、酸化触媒又は排気システムを備える車両に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮着火エンジンにより、様々な汚染物質を含む排ガスが生じるが、このような汚染物質は、世界中で環境法整備の対象となっている。これらの汚染物質には、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃焼炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）、及び微粒子状物質（ＰＭ）が含まれる。

【0003】

法整備により規定された、大気中へと放出可能な汚染物質について許容可能な水準を満たすために、圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための排気システムは、幾つかの放出制御デバイスを備える。このような排気システムにおいて排ガスは通常、ガス中に存在する一酸化炭素（ＣＯ）及び未燃焼炭化水素（ＨＣ）を酸化可能な第一の放出制御デバイスに、誘導される。第一の放出制御デバイスは例えば、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、ＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、受動的ＮＯ_ｘ吸着材（ＰＮＡ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、又はコールドスタート式（ＣＳＣ（登録商標））触媒であり得る。

【0004】

ＮＯ_ｘ放出のために、圧縮着火エンジン用の排気システムは、ＮＯ_ｘを選択的に触媒還元するための触媒を有することができ、これは例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒である。ＮＯ_ｘの選択触媒還元（ＳＣＲ）では主に、以下の３つの反応が起こる：
（１）４ＮＨ_３＋４ＮＯ＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ；
（２）４ＮＨ_３＋２ＮＯ＋２ＮＯ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ；及び
（３）８ＮＨ_３＋６ＮＯ→７Ｎ_２＋１２Ｈ_２Ｏ

【0005】

ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒に入る、排ガス中のＮＯ_２：ＮＯの比率は、その性能に影響を与えることがある。一般的に、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒は、ＮＯ_２：ＮＯ比率が約１：１である場合に、最適な性能を示す。このことは、問題になり得る。なぜならば、通常使用の間に圧縮着火エンジンにより生じる排ガスは通常、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒の最適な性能のためには不充分なＮＯ_２を含む（すなわちＮＯ_２：ＮＯの比率が、１：１よりもずっと低い）からである。このように低い水準のＮＯ_２を補償するために、第一の放出制御デバイスはしばしば、一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して二酸化窒素（ＮＯ_２）にするために調製されている触媒材料を含み、これによって排ガス内のＮＯ_２：ＮＯの比率が増加する。ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒は通常、排気システム内の第一の放出制御デバイスの下流に配設されており、これによって排ガスは、第一の放出制御デバイスを通過し、それからＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒を通過する。

【0006】

ＮＯを酸化してＮＯ_２にするための触媒材料は通常、白金（Ｐｔ）を含む。第一の放出制御デバイスを、充分な時間にわたり相対的に高い温度にさらす場合、低水準の白金（Ｐｔ）が、触媒材料から揮発することがあり、ＳＣＲ／ＳＣＲＦ（登録商標）触媒に捕捉され得る。このように相対的に高い温度は、通常使用の間に、特に大型ディーゼル用途で起こることがあり、又はフィルタ再生の間、例えば第一の放出制御デバイスがＣＳＦである場合、又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が上流にある場合に、起こり得る。ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒に捕捉されたＰｔは、触媒の性能に大きな被害をもたらすことがある。なぜならばこのＰｔにより、アンモニア（ＮＨ_３）が酸化され得るからである。捕捉されたＰｔは、ＮＯ_ｘの選択的触媒還元のためのＮＨ_３を消費することがあり（これによってＮＯ_ｘ変換率が低下する）、不所望で二次的な放出が生じ得る。

【0007】

Ｐｔ揮発の問題は、我々の出願である国際公開第２０１３／０８８１３３号、国際公開第２０１３／０８８１３２号、国際公開第２０１３／０８８１２８号、国際公開第２０１３／０５０７８４号、及び国際出願番号ＰＣＴ／ＧＢ２０１６／０５０２８５で論じられている。

【発明の概要】

【0008】

本発明は、圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための酸化触媒を提供し、この酸化触媒は、基材；基材上に配置された触媒材料であって、白金（Ｐｔ）を含む触媒材料；及び捕捉材料を備える領域であって、捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含み、この耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含む、領域を備え、この領域は、排ガスが触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。

【0009】

捕捉材料を備える領域は、揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域である。排ガスが触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に排ガスは、揮発したＰｔを含むことがあり、排ガスが比較的熱い場合、例えばエンジンを長時間にわたり重負荷で稼働させた場合、又はエンジンが大型エンジンである場合には、特にそうである。この領域は、触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。

【0010】

当分野において、揮発したＰｔを捕捉するために有効であると判明している材料は、ＮＯ_２の量（またＮＯ_２：ＮＯの比率も）を低下させてしまうことがあり、ＮＯ_２：ＮＯの比率に敏感な放出制御デバイスの下流にある温度領域では特にそうであり、これによって下流のデバイスの性能が低下する可能性が生じ、このデバイスがＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒の場合には、特にそうである。既存の捕捉材料は、ＮＯ_２を発生させるための放出制御デバイスの触媒材料に含まれるＰｔの利点を打ち消してしまうことがある。

【0011】

本発明者らは、排ガス中のＮＯ_２の量（例えばＮＯ_２：ＮＯの比率）に影響を与えない（すなわち減少させない）、揮発したＰｔを捕捉するための捕捉材料を開発した。この捕捉材料は、酸化触媒の触媒材料中のＰｔによってＮＯの酸化から生じるＮＯ_２の量を低下させない。従って、酸化触媒の触媒材料と捕捉材料の双方を通過した排ガスは、圧縮着火エンジンにより当初発生した排ガスよりも高いＮＯ_２：ＮＯ比率を有し、これにより、下流のＳＣＲ／ＳＣＲＦ（登録商標）触媒について最適な性能が得られる。

【0012】

揮発したＰｔを捕捉するための幾つかの捕捉材料が、我々の国際出願番号ＰＣＴ／ＧＢ２０１６／０５０２８５号に記載されている。これらの捕捉材料は、（ａ）Ｐｔ合金化金属の比較的大きい粒子（例えば平均粒径が≧約１０ｎｍ及び／又は分散性が≦約１０％）、及び（ｂ）表面積が小さい耐火性酸化物粒子（例えば平均比表面積≦約５０ｍ^２／ｇ）のうち少なくとも１つを含む。所望の特性を有する捕捉材料を作製するためには、耐火性酸化物及び／又はＰｔ合金化金属を熱処理し、こうして得られた材料を粉末として単離するのが、便利である。その後、捕捉材料を備える領域を、慣用のウォッシュコート技術により酸化触媒上に形成することができ、ここでこのウォッシュコートは、粉末を溶液中に溶解又は分散させることによって形成される。この作製方法の欠点は、時間が掛かり、コストも高いことである。

【0013】

本発明の捕捉材料は、単純でコスト効率がよい方法で作製できる。捕捉材料は通常、その場で（ｉｎ ｓｉｔｕ）、ウォッシュコート製造の間に、Ｐｔ合金化金属の１種以上の塩と、耐火性酸化物とから形成される。耐火性酸化物及びＰｔ合金化金属塩は通常、ウォッシュコートに分散されており、このウォッシュコートを、基材の表面にコーティングし、基材の表面に付着させる。コーティングされた基材は通常、それから乾燥及び焼成し、これによってＰｔ合金化金属塩をＰｔ合金化金属、又はその酸化物に変換し、これを耐火性酸化物の表面に固定する。

【0014】

本発明は、捕捉ブリックも提供する。捕捉ブリックは、圧縮着火エンジンの排気システムにおいて白金（Ｐｔ）を含む触媒材料から、揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するために適している。捕捉ブリックは、基材、及び基材上に配置された捕捉材料を備え、この捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含み、この耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含むものである。

【0015】

本発明はさらに、圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための排気システムを提供する。この排気システムは、
（ｉ）排ガスを処理するための酸化触媒であって、この酸化触媒は、基材と、基材上に配置された触媒材料とを備え、この触媒材料は、白金（Ｐｔ）を含む、酸化触媒、及び
（ｉｉ）捕捉材料を備える領域であって、この捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含み、この耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含む、領域
を有し、
この領域は、触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。

【0016】

捕捉材料を備える領域は、触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域は、酸化触媒と一体的な部分であり得る。

【0017】

さらに、又は代替的に、揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域は、捕捉ブリックの一部であり得る。捕捉材料を備える領域は、排ガスが酸化触媒を通過した場合、排ガスが触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に排ガスと接触するように配設された捕捉ブリックによって、提供される。

【0018】

本発明の排気システムは、
（ｉ）排ガスを処理するための酸化触媒であって、この酸化触媒は、第一の基材と、第一の基材上に配置された触媒材料とを備え、この触媒材料は、白金（Ｐｔ）を含む、酸化触媒、及び
（ｉｉ）触媒材料から、揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための捕捉ブリックであって、この捕捉ブリックは、第二の基材、及び第二の基材上に配置された捕捉材料を備え、この捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含み、この耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含む、捕捉ブリック
を備え、
この捕捉ブリックは、排ガスが酸化触媒を通過した後に排ガスと接触するように配設されている。

【0019】

「第一の」基材は、「第二の」基材と離れている（例えば、「第一の」基材は、「第二の」基材から空間的に離れている）。この文脈において「第一」及び「第二」という用語は、単に各基材を特定するための標識に過ぎず、本発明を限定するものではない。

【0020】

上記排気システムにおいて酸化触媒は、本発明の酸化触媒であるか、又はそうでなくてもよい。

【0021】

本発明はさらに、車両を提供する。この車両は、圧縮着火エンジンと、本発明による酸化触媒、排気システム又は捕捉ブリックのいずれかとを備える。

【0022】

本発明の別の態様は、圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための排気システムにおいて揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域の使用に関する。排気システムは、排ガスを処理するための酸化触媒を備え、この酸化触媒は、基材と、基材上に配置された触媒材料とを備え、この触媒材料は白金（Ｐｔ）を含み、揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含む捕捉材料を備え、この耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含み、この領域は、排ガスが触媒材料及び／若しくは酸化触媒と接触、又は触媒材料及び／若しくは酸化触媒を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。

【0023】

本発明のさらなる態様は、圧縮着火エンジン用の排気システムにおいて触媒材料から、揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための方法に関する。

【0024】

本発明はまた、圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための方法に関する。

【0025】

本発明の上記方法はそれぞれ、圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを排気システムに通過させる工程を含み、この排気システムは、
（ｉ）排ガスを処理するための酸化触媒であって、この酸化触媒は、基材と、基材上に配置された触媒材料とを備え、この触媒材料は、白金（Ｐｔ）を含む、酸化触媒、及び
（ｉｉ）捕捉材料を備える領域であって、この捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含み、この耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含む、領域
を有し、
この領域は、排ガスが触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。

【0026】

揮発した白金は一般的に、排ガスの温度が≧７００℃、例えば≧８００℃、好ましくは≧９００℃である場合、排ガス中に（すなわち排気システム内に）存在し得る。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は、Ｃｕ／ＣＨＡゼオライトＳＣＲ触媒での白金汚染を試験するために使用する実験室用反応器の概略図を示す。

【図2】本発明の排気システム実施態様を示す概略図である。排ガス（２０）は、捕捉ゾーン（３）を有する本発明の酸化触媒（１）を通過する。排ガス（２０）が、酸化触媒（１）を通過した後、排ガスは第二の放出制御デバイス（１０）、例えば選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒を通過する。ＳＣＲを能動的に行うべき場合、アンモニア供給源（３０）を、排ガスに導入することができる。受動的ＳＣＲのためには、アンモニア供給源（３０）は、存在しなくてよい。

【図3】本発明の酸化触媒を示す概略図である。酸化触媒は、基材（１）上に配置された領域又はゾーン（２）を有し、この領域又はゾーンは、Ｐｔ含有触媒材料を備える。酸化触媒の出口端部又はその近くに捕捉ゾーン（３）があり、この捕捉ゾーンは、揮発したＰｔを捕捉するための捕捉材料を備える。

【図4】本発明の酸化触媒を示す概略図である。酸化触媒は、基材（１）上に配置された層（２）を有し、この層は、Ｐｔ含有触媒材料を備える。捕捉ゾーン（３）は、触媒材料の層（２）上に配置された酸化触媒の出口端部又はその近くにある。捕捉ゾーン（３）は、揮発したＰｔを捕捉するための捕捉材料を備える。

【図5】本発明の酸化触媒を示す概略図である。酸化触媒は、基材上に配置された領域又はゾーン（２）を有し、この領域又はゾーンは、Ｐｔ含有触媒材料を備える。酸化触媒の出口端部又はその近くには、捕捉領域（３）がある。捕捉領域（３）は、触媒材料を含む領域又はゾーン（２）と重なっている。捕捉領域（３）は、揮発したＰｔを捕捉するための捕捉材料を備える。

【図6】本発明の排気システム実施態様を示す概略図である。排ガス（２０）は、基材の出口端面に配置された捕捉材料（３）を有する本発明の酸化触媒（１）を、通過する。排ガス（２０）が、酸化触媒（１）を通過した後、排ガスは第二の放出制御デバイス（１０）、例えば選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒を通過する。ＳＣＲを能動的に行うべき場合、アンモニア供給源（３０）を、排ガスに導入することができる。受動的ＳＣＲのためには、アンモニア供給源（３０）は、存在しなくてよい。

【図7】本発明の酸化触媒を示す概略図である。酸化触媒は、基材（１）上に配置された触媒領域（２）を有する。捕捉材料（３）は、基材の出口端面に配置又は担持されている。

【図8】本発明の酸化触媒を示す概略図である。酸化触媒は、基材（１）上に配置された触媒領域（２）を有する。捕捉材料（３）が、基材の出口端面に配置又は担持されており、捕捉材料は、触媒材料（２）を部分的に覆っている。

【図9】本発明の排気システム実施態様を示す概略図である。排ガス（２０）は、酸化触媒（１）を通過し、この酸化触媒は、本発明の酸化触媒であるか、又はそうでなくてもよい。排ガス（２０）が、酸化触媒（１）を通過した後、排ガスは、基材と、揮発したＰｔを捕捉するための領域（３）とを備える捕捉ブリックを通過する。それから排ガス（２０）は、第二の放出制御デバイス（１０）、例えば選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒へと流れ込む。ＳＣＲを能動的に行うべき場合、排ガスが捕捉ブリック（４）を通過した後、アンモニア供給源（３０）を排ガスに導入することができる。受動的ＳＣＲのためには、アンモニア供給源（３０）は、存在しなくてよい。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明は、揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域に関し、この領域は捕捉材料を含むか、又は捕捉材料から実質的に成る。捕捉領域は、上流にある（通常は酸化触媒の）触媒材料を通過した排ガス中の揮発したＰｔをトラップ又は捕捉するために、様々なやり方で配設されていてよい。この領域は、揮発したＰｔが、下流にある第二の放出制御デバイス、例えばＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒で濃縮することを防止するために配設されている。

【0029】

捕捉材料は、耐火性酸化物上に配置又は担持されたＰｔ合金化金属を含むか、又はこれから実質的に成り、この耐火性酸化物は、ジルコニアを少なくとも６５重量％含む。

【0030】

本発明者らは、本発明に従って捕捉材料を使用することにより、捕捉材料を適切なやり方で排気システム内に配設すると、揮発したＰｔが、下流にあるＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒に堆積していくことを減少又は防止可能なことを見出した。本発明の捕捉材料は、触媒活性、特にＣＯ及び／又は未燃焼ＨＣへの触媒活性、とりわけＮＯ_ｘ酸化への触媒活性が低い。捕捉材料は一般的にまた、ＮＯ_２の分解又は還元に対して実質的に触媒不活性であり、特にＰｔの揮発が起こる条件において、及び／又は下流にあるＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒がＮＯ_２：ＮＯの比率に敏感な温度においては、そうである。

【0031】

捕捉材料（すなわち新しい、又は未使用の場合）又は捕捉領域は一般的に、白金及び／又はロジウムを実質的に含まないことが好ましい。捕捉材料はより好ましくは、白金及び／又はロジウムを含まない。

【0032】

捕捉材料又は捕捉領域は一般的に、卑金属、例えばバリウム又はバナジウムを含まないことが好ましいこともある。

【0033】

揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域、又はその捕捉材料は通常、０．１〜３．５ｇ ｉｎ^−３、好ましくは０．２〜２．５ｇ ｉｎ^−３、さらにより好ましくは０．３〜２．０ｇ ｉｎ^−３、さらにより好ましくは０．５〜１．７５ｇ ｉｎ^−３（例えば０．７５〜１．５ｇ ｉｎ^−３）の耐火性酸化物の担持量を有する。

【0034】

捕捉材料は通常、平均比表面積が≧約５０ｍ^２／ｇ（＞約５０ｍ^２／ｇ）、例えば≧約６０ｍ^２／ｇ（＞約６０ｍ^２／ｇ）、好ましくは≧約７５ｍ^２／ｇ（＞約７５ｍ^２／ｇ）、より好ましくは≧約９０ｍ^２／ｇ（≧約９０ｍ^２／ｇ）、さらにより好ましくは≧約１００ｍ^２／ｇ（＞約１００ｍ^２／ｇ）である耐火性酸化物粒子を有する。

【0035】

耐火性酸化物の粒子の平均比表面積（ＳＳＡ）は、−１９６℃での窒素物理吸着によって、体積法を用いて特定できる。平均ＳＳＡは、ＢＥＴ吸着等温式により特定される。

【0036】

耐火性酸化物は、＜１００ミクロンのｄ９０を有することができる。耐火性酸化物は好ましくは、＜７５ミクロンのｄ９０、例えば＜５０ミクロン（例えば＜３０ミクロン）、より好ましくは＜２０ミクロンのｄ９０を有することができる。耐火性酸化物がより小さなｄ９０を有する場合、より良好な充填及び接着性が得られる。疑義が生じるのを避けるため、ｄ９０測定は、レーザー回折式粒度分析により、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００を用いて得ることができ、これは、体積ベースの技法（すなわち、Ｄ９０は、Ｄ_Ｖ９０（又はＤ（ｖ，０．９０）とも呼べる）であり、数学的なミー理論モデルを適用して、粒子径分布を特定するものである。

【0037】

耐火性酸化物は通常、＞０．１ミクロンのｄ９０を有する。耐火性酸化物は、＞１．０ミクロン、例えば＞５．０ミクロンのｄ９０を有することが好ましい。

【0038】

耐火性酸化物は、ジルコニア（ＺｒＯ_２）を少なくとも６５重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくはジルコニアを少なくとも８０重量％（例えばジルコニアを少なくとも９０重量％）、含む。

【0039】

耐火性酸化物は、セリア（ＣｅＯ_２）を２０重量％未満、より好ましくはセリアを１５重量％未満、さらにより好ましくはセリアを１０重量％未満、含むことが好ましい。

【0040】

耐火性酸化物は通常、セリアを実質的に含まない。より好ましくは、耐火性酸化物はセリアを含まない。

【0041】

耐火性酸化物はさらに、ネオジムの酸化物（例えばＮｄ_２Ｏ_３）、ランタンの酸化物（例えばＬａ_２Ｏ_３）、ハフニウムの酸化物（例えばＨｆＯ_２）、イットリウムの酸化物（例えばＹ_２Ｏ_３）、及び／又はプラセオジウムの酸化物（例えばＰｒ_２Ｏ_３、ＰｒＯ_２、及び／又はＰｒ_６Ｏ_１１）を含むことができる。これらの酸化物は、耐火性酸化物に対して安定化作用をもたらす。これらのうち幾つかの酸化物は、耐火性酸化物中に不純物として存在していてよい。

【0042】

耐火性酸化物がさらに、ネオジムの酸化物（例えばＮｄ_２Ｏ_３）であることが好ましくあり得る。耐火性酸化物はさらに、ネオジムの酸化物（例えばＮｄ_２Ｏ_３）を１〜２０重量％、好ましくは２．５〜１５重量％（例えば５〜１５重量％）、例えば５〜１０重量％、含むことができる。

【0043】

耐火性酸化物は、ジルコニアから実質的に成っていてよい。

【0044】

Ｐｔ合金化金属は通常、金属、及び／又は金属の酸化物を含むか、又は実質的にこれらから成る。この金属は好ましくは、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、Ｐｄ及びＡｕの混合物、Ｐｄ及びＣｕの混合物、Ａｕ及びＣｕの混合物、Ｐｄ、Ａｕ及びＣｕの混合物、Ｐｄ及びＡｕの二元合金、Ｐｄ及びＣｕの二元合金、Ａｕ及びＣｕの二元合金、Ｐｄ、Ａｕ及びＣｕの三元合金から成る群から選択される。金属が、パラジウム（Ｐｄ）、Ｐｄ及びＡｕの混合物、並びにＰｄ及びＡｕの二元合金から成る群から選択されることが好ましい。より好ましくは、この金属はパラジウム（Ｐｄ）である。

【0045】

疑義が生じるのを避けるため、Ｐｔ合金化金属には、白金（例えば新しい、又は未使用の場合）は含まれない。

【0046】

Ｐｔ合金化金属粒子は、≦約２０ｎｍ（例えば＜約２０ｎｍ）の平均粒径、例えば≦１５ｎｍ（例えば＜約１５ｎｍ）、より好ましくは≦約１０ｎｍ（例えば＜約１０ｎｍ）、特に≦８ｎｍ（例えば＜約８ｎｍ）の平均粒径を有することが好ましい。

【0047】

Ｐｔ合金化金属粒子は通常、＞約１０％、好ましくは≧１５％（例えば１５〜３５％）、例えば≧２０％（例えば２０〜３０％）の分散性を有する。分散性は、未使用のＰｔ合金化金属粒子（すなわち新品の粒子、繰り返し又は長時間の使用にさらされていないもの）について測定したものである。

【0048】

本明細書で使用するようにＰｔ合金化金属について「平均粒径」及び「分散性」とは、特にＰｔ合金化金属がパラジウムである場合、以下のようにＣＯ化学吸着によって特定できる。Ｐｔ合金化金属含有率は、誘導結合プラズマ発光光分析装置（ＩＣＰ−ＯＥＳ）によって測定できる。試料のＣＯ取り込み量は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ａｕｔｏｃｈｅｍ ２９２０という器具を用いて測定できる。試料は、水素ガスにより３００℃で予熱する。一酸化炭素取り込み量は、パルス式化学吸着により５０℃で測定する。それからＰｔ合金化金属の粒径を、ＣＯ取り込み量、及び試料についてのＳ捕捉金属含有量に基づき、Ａｕｔｏｃｈｅｍ ２９２０というソフトウェアを用いて算出することができる。この計算では、ＣＯ：Ｐｄについて１：１の化学吸着比を使用した。

【0049】

Ｐｔ合金化金属の分散性は、Ｐｔ合金化金属の粒径を測定したものである。小さな面積を有する大きな粒子は、分散性が低い。

【0050】

捕捉材料又は捕捉領域は一般的に、Ｐｔ合金化金属の合計担持量（例えばＰｔ合金化金属の金属含有量）が、１ｇ ｆｔ^−３〜５０ｇ ｆｔ^−３、好ましくは４ｇ ｆｔ−^３〜４０ｇ ｆｔ^−３、さらにより好ましくは８ｇ ｆｔ^−３〜３０ｇ ｆｔ^−３である。

【0051】

Ｐｔ合金化金属は、耐火性酸化物上に配置又は担持されている。Ｐｔ合金化金属は、耐火性酸化物の上に直接配置されていてよく、又は耐火性酸化物によって直接担持されていてよい（例えば、Ｐｔ合金化金属と耐火性酸化物との間に介在する担持材料が存在しない）。例えば、Ｐｔ合金化金属（例えばパラジウム）は、耐火性酸化物の表面に分散されていてよく、かつ／又は耐火性酸化物内に含浸されていてよい。

【0052】

耐火性酸化物は通常、特にＰｔ合金化金属がパラジウムを含む場合（例えば、ＣＯ及び／又は未燃焼ＨＣの酸化におけるパラジウムの触媒活性）、Ｐｔ合金化金属の触媒活性を促進させる材料ではない。

【0053】

Ｐｔ合金化金属の少なくとも１つの粒子は、耐火性酸化物の少なくとも１つの粒子上に配置又は担持されていてよい。好ましくは、Ｐｔ合金化金属の複数の粒子を、耐火性酸化物の少なくとも１つの粒子上に配置又は担持する。より好ましくは、耐火性酸化物粒子が複数存在し、ここで複数のＰｔ合金化金属粒子は、耐火性酸化物粒子のそれぞれの粒子に配置又は担持されている。

【0054】

本発明は、Ｐｔ含有触媒材料に関連して、酸化触媒の一部である捕捉材料の様々な配置構成を含む。捕捉材料は原則的に、このような触媒材料を含む酸化触媒によって使用できる。

【0055】

酸化触媒自体が、捕捉材料を含む場合（すなわち捕捉材料が、触媒材料と同じ基材上に配置又は担持されている）、酸化触媒は、本発明の酸化触媒である。

【0056】

捕捉材料が捕捉ブリックの一部である場合、酸化触媒は、本発明の酸化触媒であるか、又は捕捉材料を備える領域を有さない酸化触媒であり得る。

【0057】

酸化触媒が、本発明の酸化触媒である場合、酸化触媒は第一の捕捉材料を備える領域を有することができ、捕捉ブリックは、第二の捕捉材料を有することができる。第一の捕捉材料は、第二の捕捉材料と同じ、又はこれと異なる組成を有することができる。第一の捕捉材料の組成と、第二の捕捉材料の組成が異なる場合、それぞれの捕捉材料は独立して、先に規定した組成を有することができる。

【0058】

酸化触媒が、捕捉材料を備える領域を有さない酸化触媒である場合、酸化触媒は、基材上に配置された触媒材料を含むか、又はこれから実質的に成り、この触媒材料は、白金（Ｐｔ）を含有するものである。

【0059】

酸化触媒との関連で以下に記載する特徴は、文脈上、そうではない旨が示されていない限りにおいて、本発明の酸化触媒、及び／又は捕捉材料を備える領域を有さない酸化触媒に関する。

【0060】

酸化触媒は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、ＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、受動的ＮＯ_ｘ吸着材（ＰＮＡ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、コールドスタート式（ＣＳＣ（登録商標））触媒［国際公開第２０１２／１６６８６８号、及び国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ１４／６９０７９を参照、これらは参照によって本願に組み込まれる］、又はアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）であり得る。酸化触媒は、ＤＯＣ、ＣＳＦ、ＮＳＣ、ＰＮＡ、又はＤＥＣであることが好ましい。より好ましくは、酸化触媒は、ＤＯＣ又はＣＳＦである。

【0061】

疑義が生じるのを避けるため、捕捉材料及び触媒材料は、異なる組成を有する。

【0062】

触媒材料は一般的に、担持材料（本明細書では触媒材料の担持材料、又は「ＣＭ担持材料」とも呼ぶ）上に配置又は担持された白金（Ｐｔ）を含む。白金は、担持材料に直接配置されてもよく、又は担持材料によって直接担持されてもよい（例えば白金と担持材料の間に介在する担持材料は存在しない）。白金は例えば、担持材料の表面にわたって分散、かつ／又は担持材料内に含浸させることができる。

【0063】

ＣＭ担持材料は、耐火性酸化物（本明細書では、触媒材料の耐火性酸化物をいう）を含むか、又は実質的にこれから成る。耐火性酸化粒子は通常、平均比表面積が≧７５ｍ^２／ｇ、例えば≧８５ｍ^２／ｇ、好ましくは≧１００ｍ^２である。

【0064】

ＣＭ担持材料の耐火性酸化物は通常、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物から成る群から選択される。例えば、耐火性酸化物は、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、シリカ−アルミナ、チタニア−アルミナ、ジルコニア−アルミナ、セリア−アルミナ、チタニア−シリカ、ジルコニア−シリカ、ジルコニア−チタニア、セリア−ジルコニア及びアルミナ−酸化マグネシウムから成る群から選択することができる。

【0065】

ＣＭ担持材料又はこれらの耐火性酸化物が、アルミナの混合酸化物又は複合酸化物（例えばシリカ−アルミナ、アルミナ−酸化マグネシウム、又はアルミナとセリアとの混合物）を含むか、又は実質的にこれらから成る場合、アルミナの混合酸化物又は複合酸化物は好ましくは、少なくとも５０〜９９重量％のアルミナ、さらに好ましくは７０〜９５重量％のアルミナ、さらになお好ましくは７５〜９０重量％のアルミナを含む。

【0066】

ＣＭ担持材料又はこれらの耐火性酸化物がセリア−ジルコニアを含むか、又は実質的にセリア−ジルコニアから成る場合、セリア−ジルコニアは実質的に、２０〜９５重量％のセリア及び５〜８０重量％のジルコニア（例えば５０〜９５重量％のセリア及び５〜５０重量％のジルコニア）から成っていてよく、好ましくは３５〜８０重量％のセリア及び２０〜６５重量％のジルコニア（例えば５５〜８０重量％のセリア及び２０〜４５重量％のジルコニア）から成り、さらになお好ましくは４５〜７５重量％のセリア及び２５〜５５重量％のジルコニアから成り得る。

【0067】

ＣＭ担持材料又はこれらの耐火性酸化物は、任意選択的にドープされてもよい（例えばドーパントを用いて）。ドーパントは、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ネオジム（Ｎｄ）、及びこれらの酸化物から成る群から選択することができる。

【0068】

ＣＭ担持材料又はこれらの耐火性酸化物がドープされる場合、ドーパントの合計量は、０．２５〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％（例えば約１重量％）である。

【0069】

ＣＭ担持材料又はその耐火性酸化物は、ドーパントでドープされたアルミナを含むか、又は実質的にこれから成り得る。触媒材料がアルカリ土類金属を含む場合、好ましくは酸化触媒が、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）又は触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である場合、ＣＭ担持材料又はその耐火性酸化物は、ドーパントでドープされたアルミナを含むか、又はこれから実質的に成るのが特に好ましい。

【0070】

アルミナは、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、チタン（Ｔｉ）若しくはジルコニウム（Ｚｒ）又はこれら２つ以上の組み合わせを含むドーパントにより、ドープすることができる。ドーパントは、ケイ素の酸化物、マグネシウムの酸化物、バリウムの酸化物、ランタンの酸化物、セリウムの酸化物、チタンの酸化物又はジルコニウムの酸化物を含むか、又は実質的にこれらから成っていてよい。ドーパントは好ましくは、ケイ素、マグネシウム、バリウム、セリウム、又はこれらの酸化物を含むか、又は実質的にこれらから成り、ドーパントは特に、ケイ素、若しくはセリウム、又はこれらの酸化物である。ドーパントはさらに好ましくは、ケイ素、マグネシウム、バリウム、又はこれらの酸化物含むか、又は実質的にこれらから成り、ドーパントは特に、ケイ素、マグネシウム、又はこれらの酸化物であり、とりわけケイ素又はケイ素の酸化物である。

【0071】

ドーパントによりドープされたアルミナの例としては、シリカでドープされたアルミナ、酸化マグネシウムでドープされたアルミナ、バリウム又はバリウム酸化物でドープされたアルミナ、ランタン酸化物でドープされたアルミナ、又はセリアでドープされたアルミナが挙げられ、特に、シリカでドープされたアルミナ、ランタン酸化物でドープされたアルミナ、又はセリアでドープされたアルミナが挙げられる。ドーパントでドープされたアルミナは、シリカでドープされたアルミナ、バリウム又はバリウム酸化物でドープされたアルミナ、又は酸化マグネシウムでドープされたアルミナであることが好ましい。さらに好ましくは、ドーパントでドープされたアルミナは、シリカでドープされたアルミナ、又は酸化マグネシウムでドープされたアルミナである。さらになお好ましくは、ドーパントでドープされたアルミナは、シリカでドープされたアルミナである。

【0072】

アルミナが、シリカでドープされたアルミナである場合、このアルミナには、合計重量で０．５〜４５重量％（すなわちアルミナの重量に対する％）、好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは１．５〜３０重量％（例えば１．５〜１０重量％）、特に２．５〜２５重量％、さらに特に３．５〜２０重量％（例えば５〜２０重量％）、なお一層好ましくは４．５〜１５重量％のシリカが、ドープされている。

【0073】

アルミナが酸化マグネシウムでドープしたアルミナである場合、このアルミナには、先に定義された量の、又は１〜４０重量％（すなわちアルミナの重量に対する％）、例えば５〜２８重量％の量のマグネシウムがドープされている。より好ましくは、アルミナは酸化マグネシウムにより、１０〜２５重量％の量でドープされている。

【0074】

代替的に又はさらに、ＣＭ担持材料又はその耐火性酸化物は、アルミン酸アルカリ土類金属を含むか、又は実質的にこれから成っていてよい。「アルミン酸アルカリ土類金属」という用語は、一般に、式ＭＡｌ_２Ｏ_４の化合物をいい、ここで「Ｍ」は、アルカリ土類金属、例えばＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａを表す。このような化合物は、スピネル型構造を有することができる。

【0075】

アルミン酸アルカリ土類金属は通常、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）、アルミン酸カルシウム（ＣａＡｌ_２Ｏ_４）、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ_２Ｏ_４）、アルミン酸バリウム（ＢａＡｌ_２Ｏ_４）、又はこれら２種以上の混合物である。アルミン酸アルカリ土類金属は好ましくは、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）である。

【0076】

酸化触媒において、触媒材料は、単一の白金族金属（ＰＧＭ）を含むことができ、これは白金であり得る（例えば触媒材料は、唯一の白金族金属として白金を含む）。

【0077】

或いは、酸化触媒の用途に応じて、触媒材料は、（ｉ）白金（Ｐｔ）、及び（ｉｉ）パラジウム（Ｐｄ）及び／又はロジウム（Ｒｈ）を含むことができる。

【0078】

一般的に、触媒領域又はその触媒材料は、Ｐｔ及びＰｄ（及び任意選択的にＲｈ）を含む場合には通常、Ｐｔ対Ｐｄの質量比は、≧１：１である。触媒材料は、Ｐｔ及び任意選択的にＰｄを含むことができ、例えば１：０から１：１のＰｔ対Ｐｄの質量比で含むことができる。白金の揮発は、触媒材料が相対的にＰｔ豊富な場合に起こることが、判明している。

【0079】

触媒材料がＰｔ及びＰｄ（及び任意選択的にＲｈ）を含む場合、Ｐｔ対Ｐｄの質量比は、≧１．５：１、より好ましくは≧２：１（例えば≧３：１）、さらにより好ましくは≧４：１、例えば≧１０：１であることが好ましい。Ｐｔ対Ｐｄの質量による比（すなわち質量比）は好ましくは、５０：１から１：１、より好ましくは３０：１から２：１（例えば２５：１から４：１）、さらにより好ましくは２０：１から５：１、例えば１５：１から７．５：１である。

【0080】

触媒材料が、Ｐｔ及びＲｈ（及び任意選択的にＰｄ）を含む場合には一般的に、Ｐｔ対Ｒｈの質量比は、≧１：１である。触媒材料は、Ｐｔ及び任意選択的にＲｈを含むことができ、例えば１：０から１：１のＰｔ対Ｒｈの質量比で含むことができる。触媒材料がＰｔ及びＲｈ（及び任意選択的にＰｄ）を含む場合、Ｐｔ対Ｒｈの質量比は好ましくは、≧１．５：１、より好ましくは≧２：１（例えば≧３：１）、さらにより好ましくは≧４：１、例えば≧１０：１であることが好ましい。Ｐｔ対Ｒｈの質量による比（すなわち質量比）は好ましくは、５０：１から１：１、より好ましくは３０：１から２：１（例えば２５：１から４：１）、さらにより好ましくは２０：１から５：１、例えば１５：１から７．５：１である。

【0081】

触媒材料がＰｄ（及び任意選択的にＲｈ）を含む場合、触媒材料は、ＣＭ担持材料上に配置又は担持されたＰｄを含むことができる。Ｒｈも存在する場合、触媒材料は、ＣＭ担持材料上に配置又は担持されたＰｄ及びＲｈを含むことができる。

【0082】

酸化触媒は通常、５〜５００ｇ ｆｔ^−３のＰＧＭ合計担持量を有する。ＰＧＭの合計担持量は好ましくは、１０〜４００ｇ ｆｔ^−３、より好ましくは２０〜３００ｇ ｆｔ^−３、なおより好ましくは２５〜２５０ｇ ｆｔ^−３、さらにより好ましくは３０〜２００ｇ ｆｔ^−３である。

【0083】

第一の酸化触媒実施態様（捕捉材料を有する、又は有さないもの）において、酸化触媒は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、又は受動的ＮＯ_ｘ吸着材（ＰＮＡ）である。

【0084】

酸化触媒が、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、受動的ＮＯ_ｘ吸着材（ＰＮＡ）、コールドスタート式（ＣＳＣ（登録商標））触媒、又はアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）である場合、酸化触媒又はその触媒材料は通常、ＰＧＭの合計担持量が２０〜２００ｇ ｆｔ^−３、より好ましくは４０〜１６０ｇ ｆｔ^−３である。

【0085】

第二の酸化触媒実施態様（捕捉材料を有する、又は有さないもの）において、酸化触媒は、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である。

【0086】

酸化触媒が触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である場合、酸化触媒又はその触媒材料は好ましくは、ＰＧＭの合計担持量が１〜１００ｇ ｆｔ^−３、より好ましくは５〜５０ｇ ｆｔ^−３である。

【0087】

酸化触媒が、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、受動的ＮＯ_ｘ吸着材（ＰＮＡ）、コールドスタート式（ＣＳＣ（登録商標））触媒、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、又は触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である場合、酸化触媒又はその触媒材料は、ロジウム（Ｒｈ）を含まない。触媒材料は、通常は唯一の白金族金属（ＰＧＭ）として、白金（Ｐｔ）を、又は白金（Ｐｔ）及びパラジウム（Ｐｄ）を含むことができる。

【0088】

酸化触媒が、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、又は触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である場合、耐火性酸化物が、アルミナ、例えば任意選択的にドーパントでドープされたアルミナ（ドーパントは例えば、ケイ素又はケイ素酸化物であるか、又はドーパントがシリカである）、又はアルミナの混合酸化物若しくは複合酸化物を含むことが好ましい。或いは、耐火性酸化物は、アルミナから実質的に成っていてよい。

【0089】

第一及び第二の酸化触媒実施態様における触媒材料は、さらに、触媒促進剤を有することができる。触媒促進剤は、アルカリ土類金属を含むか、又は実質的にこれから成っていてよい。アルカリ土類金属は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、及びこれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択することができる。アルカリ土類金属は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）又はバリウム（Ｂａ）であることが好ましく、より好ましくはストロンチウム（Ｓｒ）又はバリウム（Ｂａ）であり、アルカリ土類金属は最も好ましくは、バリウム（Ｂａ）である。

【0090】

触媒材料は一般に、アルカリ土類金属を合計量で、１０〜５００ｇ ｆｔ^−３（例えば６０〜４００ｇ ｆｔ^−３、又は１０〜４５０ｇ ｆｔ^−３）、特に２０〜４００ｇ ｆｔ^−３、さらに特に３５〜３５０ｇ ｆｔ^−３、例えば５０〜３００ｇ ｆｔ^−３、とりわけ７５〜２５０ｇ ｆｔ^−３含む。

【0091】

触媒促進剤（例えばアルカリ土類金属）、及び白金（及び任意選択的にパラジウム）は通常、ＣＭ担持材料上に担持されている。

【0092】

第三の酸化触媒実施態様（捕捉材料を有する、又は有さないもの）において、酸化触媒は、ＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）である。

【0093】

酸化触媒がＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）である場合、酸化触媒又はその触媒材料は好ましくは、以下のものを含む：
（ａ）白金（Ｐｔ）及びパラジウム（Ｐｄ）、好ましくはＰｔ及びＰｄを唯一のＰＧＭとして、又は
（ｂ）白金（Ｐｔ）及びロジウム（Ｒｈ）、好ましくはＰｔ及びＲｈを唯一のＰＧＭとして、又は
（ｃ）白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、及びロジウム（Ｒｈ）、好ましくはＰｔ、Ｐｄ及びＲｈを唯一のＰＧＭとして。

【0094】

酸化触媒がＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）である場合、酸化触媒又はその触媒材料は好ましくは、ＰＧＭの合計担持量が２０〜２００ｇ ｆｔ^−３、より好ましくは４０〜１６０ｇ ｆｔ^−３である。

【0095】

触媒材料がＰｄを含む場合、Ｐｄは、ＣＭ担持材料上に配置又は担持されていてよい。

【0096】

触媒材料がＰｄを含む場合、Ｐｄは、ＣＭ担持材料上に配置又は担持されていてよい。

【0097】

第三の酸化触媒実施態様において、ＣＭ担体は、アルミナ−酸化マグネシウム（例えばその混合酸化物又は複合酸化物）、酸化マグネシウムによりドープされたアルミナ、及びアルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）から成る群から選択される耐火性酸化物を含むか、又は実質的にこれから成ることが好ましい。耐火性酸化物はより好ましくは、アルミナ−酸化マグネシウム（例えばその混合酸化物又は複合酸化物）、及び酸化マグネシウムによりドープされたアルミナから成る群から選択される。アルミナ−酸化マグネシウム、又は酸化マグネシウムでドープしたアルミナは、酸化マグネシウムを１〜４０重量％（すなわちアルミナの重量に対する％）、例えば５〜２８重量％の量で含む。より好ましくは、アルミナは酸化マグネシウムにより、１０〜２５重量％の量でドープされている。

【0098】

酸化触媒がＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）である場合、酸化触媒又はその触媒材料は通常、ＮＯ_ｘ吸蔵要素を含む。

【0099】

ＮＯ_ｘ吸蔵要素は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、及びこれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択されるアルカリ土類金属を含む。アルカリ土類金属は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）又はバリウム（Ｂａ）であることが好ましく、より好ましくはストロンチウム（Ｓｒ）又はバリウム（Ｂａ）であり、アルカリ土類金属は最も好ましくは、バリウム（Ｂａ）である。

【0100】

ＮＯ_ｘ吸蔵要素は通常、アルカリ土類金属の酸化物、炭酸塩、又は水酸化物から成る。

【0101】

酸化触媒がＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）である場合、酸化触媒又はその触媒材料は通常、ＮＯ_ｘ吸蔵要素（例えばアルカリ土類金属）を合計量で、１００〜６０００ｇ ｆｔ^−３、好ましくは２５０〜９００ｇ ｆｔ^−３（例えば２５０〜５００ｇ ｆｔ^−３）、特に３００〜８５０ｇ ｆｔ^−３（例えば３００〜４５０ｇ ｆｔ^−３）、さらに特に４００〜８００ｇ ｆｔ^−３、例えば４５０〜６００ｇ ｆｔ^−３、含む。幾つかの場合では（例えば担持材料がセリアを含む場合）、ＣＭ担持材料及び／又はＮＳＣ担持材料により、ＮＯ_ｘ吸蔵活性をある程度、もたらすことができる。疑義が生じるのを避けるため、ＮＯ_ｘ吸蔵要素の合計量には通常、ＣＭ担持材料の合計及び／又はＮＳＣ担持材料の合計は、含まれない。

【0102】

ＮＯｘ吸蔵要素は、ＣＭ担持材料上に配置又は担持されていてよい。

【0103】

酸化触媒又はその触媒材料はさらに、ＮＯ_ｘ吸蔵要素担持材料（本明細書では「ＮＳＣ担持材料」とも呼ぶ）を備えることができる。ＮＯ_ｘ吸蔵要素をＣＭ担持材料上に配置若しくは担持することに加えて、又はこれに代えて、ＮＯ_ｘ吸蔵要素は、ＮＳＣ担持材料上に配置又は担持されていてよい。

【0104】

ＮＥＣ担持材料は、耐火性酸化物、例えばセリア、及びその混合酸化物又は複合酸化物から成る群から選択される耐火性酸化物を含むか、又はこれから実質的に成る。セリアの混合酸化物又は複合酸化物は、セリア−アルミナ及びセリア−ジルコニアから成る群から選択することができる。耐火性酸化物は、セリア、及びセリア−ジルコニアから成る群から選択されるのが好ましい。

【0105】

ＮＳＣ担持材料又はその耐火性酸化物がセリア−ジルコニアを含むか、又は実質的にセリア−ジルコニアから成る場合、セリア−ジルコニアは実質的に、２０〜９５重量％のセリア及び５〜８０重量％のジルコニア（例えば５０〜９５重量％のセリア及び５〜５０重量％のジルコニア）から成っていてよく、好ましくは３５〜８０重量％のセリア及び２０〜６５重量％のジルコニア（例えば５５〜８０重量％のセリア及び２０〜４５重量％のジルコニア）から成り、さらになお好ましくは４５〜７５重量％のセリア及び２５〜５５重量％のジルコニアから成り得る。

【0106】

酸化触媒（第一から第三の酸化触媒実施態様を含む）、又はその触媒材料は、さらにゼオライトを含むことができる。ゼオライトは、中細孔ゼオライト（例えば最大環サイズが１０の四面体原子であるゼオライト）又は大細孔ゼオライト（例えば最大環サイズが１２の四面体原子であるゼオライト）であることが好ましい。適切なゼオライト又はゼオライトの種類の例としては、フォージャサイト、クリノプチロライト、モルデナイト、シリカライト、フェリエライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、超安定Ｙ型ゼオライト、ＡＥＩ型ゼオライト、ＺＳＭ−５型ゼオライト、ＺＳＭ−１２型ゼオライト、ＺＳＭ−２０型ゼオライト、ＺＳＭ−３４型ゼオライト、ＣＨＡ型ゼオライト、ＳＳＺ−３型ゼオライト、ＳＡＰＯ−５型ゼオライト、オフレタイト、ベータゼオライト又はＣＨＡ型銅ゼオライトが挙げられる。ゼオライトは、好ましくはＺＳＭ−５型、ベータゼオライト又はＹ型ゼオライトである。

【0107】

ゼオライトは通常、シリカ対アルミナのモル比が、少なくとも２５：１１、好ましくは少なくとも２５：１であり、有用な範囲は２５：１から１０００：１、５０：１から５００：１、また２５：１から１００：１、２５：１から３００：１、１００：１から２５０：１である。

【0108】

酸化触媒又はその触媒材料がゼオライトを含む場合、ゼオライトの合計担持量は通常、０．０５〜３．００ｇ ｉｎ^−３、特に０．１０〜２．００ｇ ｉｎ^−３、さらに特に０．２〜０．８ｇ ｉｎ^−３である。

【0109】

酸化触媒は一般的に、触媒材料を備える領域を有する。捕捉材料を有する領域は、本明細書では「触媒領域」とも呼ぶ。触媒領域は通常、基材上に配置又は担持される。触媒領域は、基材上に直接配置されていてもよい（すなわち触媒領域は、基材の表面と接触している）。

【0110】

捕捉領域は、
（ａ）触媒領域上に配置又は担持されていてよい、かつ／又は
（ｂ）基材上に直接配置されていてよい［すなわち捕捉領域は、基材の表面と接触する］；かつ／又は
（ｃ）触媒領域と接触していてよい［すなわち捕捉領域は、触媒領域に隣接又は当接している］。

【0111】

捕捉領域は一般的に、基材の複数のチャネル壁に配置又は担持されている（すなわち各チャネルは、基材内部にある）。

【0112】

本発明の酸化触媒はまた、捕捉材料を有する領域を備え、この領域は、触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。捕捉材料を有する領域は、本明細書では「捕捉領域」とも呼ぶ。

【0113】

捕捉領域は一般的に、排ガスが酸化触媒から離れるときに排ガスと接触するように配設されている。触媒領域は、捕捉領域より前で排ガスと接触するように配設又は配向されていてよい。本発明の酸化触媒の第一から第三の配置構成において、捕捉領域は、排ガスが酸化触媒を離れるときに排ガスと接触するように配設されており、触媒領域は任意選択的に、捕捉領域より前で排ガスと接触するように、配設又は配向されている。

【0114】

捕捉領域が、捕捉ゾーンであることが好ましい。より好ましくは捕捉ゾーンが、基材の出口端部又はその近くに配置又は担持される。

【0115】

一般的に捕捉ゾーンは、≧０．５インチ（≧１２．７ｍｍ）、好ましくは≧１インチ（≧２５．４ｍｍ）の長さを有する。捕捉ゾーンの長さは、基材の長さとは無関係である。

【0116】

捕捉ゾーンは通常、基材の長さの２．５〜８０％の長さ（例えば５〜６０％）、好ましくは基材の長さの１０〜５０％（例えば１５〜３５％）、より好ましくは基材の長さの１５〜３０％の長さを有する。

【0117】

本発明の酸化触媒の第一の配置構成（第一から第三の実施態様を含む）では、触媒領域が、捕捉ゾーンの上流に配置又は担持されている。捕捉領域は好ましくは、触媒ゾーンである。触媒ゾーンはより好ましくは、基材の入口端部又はその近くに、配置又は担持される。

【0118】

触媒ゾーンは通常、基材の長さの１０〜９０％の長さ（例えば５０〜９０％）、好ましくは基材の長さの１５〜８０％（例えば５５〜８０％）、より好ましくは基材の長さの２０〜７５％（例えば３０〜６５％）、さらにより好ましくは３０〜６５％の長さを有する。

【0119】

触媒ゾーンは、捕捉ゾーンに隣接していてよい。触媒ゾーンは好ましくは、捕捉ゾーンと接触している。触媒ゾーンが捕捉ゾーンと隣接するか、又は触媒ゾーンが捕捉ゾーンと接触している場合、触媒ゾーン及び捕捉ゾーンは、層（例えば単層）として基材上に配置又は担持されていてよい。よって、層（例えば単層）は、触媒ゾーン及び捕捉ゾーンが互いに隣接又は接触している場合、基材上に形成されていてよい。このような配置構成により、背圧の問題を回避できる。

【0120】

触媒ゾーンは、捕捉ゾーンと離れていてもよい。触媒ゾーンと捕捉ゾーンの間には、隔たり（例えば空間）が存在し得る。

【0121】

捕捉ゾーンは、触媒ゾーンと重なっていてよい。捕捉ゾーンの終端又は一部は、触媒ゾーン上に配置又は担持されていてよい。捕捉ゾーンは一般的に、触媒ゾーンと部分的に重なっているに過ぎない。

【0122】

本発明の第二の酸化触媒（第一から第三の酸化触媒実施態様を含む）では、触媒領域が触媒層である。触媒層は、実質的に基材の全長にわたって、特にモノリス基材のチャネルの全長にわたって延びることが好ましい。

【0123】

捕捉ゾーンは通常、触媒層上に配置又は担持されている。捕捉ゾーンは好ましくは、触媒層上に直接配置される（すなわち捕捉ゾーンは、触媒層の表面と接触している）。

【0124】

捕捉ゾーンを触媒層上に配置又は担持する場合、捕捉ゾーンの全長が、触媒層上に配置又は担持されていることが好ましい。捕捉ゾーンの長さは、触媒層の長さより短い。

【0125】

第三の酸化触媒配置構成において（第一から第三の酸化触媒実施態様を含む）、排ガスが触媒材料と接触及び／又は触媒材料を通過した後に排ガスと接触するように配設された捕捉領域は、出口端面（すなわち基材の出口端面）に配置又は担持された捕捉材料である。よって酸化触媒は、入口端面及び出口端面を有する基材、基材上に配置された触媒材料、及び捕捉材料を備え、この捕捉材料は、出口端面（すなわち基材の出口端面）に配置又は担持されている。

【0126】

第三の酸化触媒配置構成により、揮発した白金が白金含有酸化触媒から逸出するのを低減又は防止するための、コスト効率のよい解決法が提供される（このことは、触媒により生じたＮＯ_２の量が低下するのを回避することにもなる）。なぜならば、高価な材料（例えば貴金属又は希土類金属）を大量に使用する必要がないからである。

【0127】

捕捉材料は、基材の出口端面に直接、配置又は担持されていてよい（捕捉材料は例えば、基材の出口端面と接触している）。

【0128】

第三の酸化触媒配置構成において（第一から第三の酸化触媒実施態様を含む）、酸化触媒は好ましくは、Ｐｔ合金化金属の合計担持量（例えばＰｔ合金化金属の金属含有量）が、１ｇ ｆｔ^−３ 〜５００ｇ ｆｔ^−３（例えば５０〜４００ｇ ｆｔ^−３）、好ましくは４ｇ ｆｔ^−３〜２５０ｇ ｆｔ^−３（例えば７５〜２５０ｇ ｆｔ^−３）、さらにより好ましくは８ｇ ｆｔ^−３〜１５０ｇ ｆｔ^−３（例えば１００〜１５０ｇ ｆｔ^−３）である。捕捉材料は、基材について相対的に小さな体積を占めることができ、このことは、Ｐｔ合金化金属について多い担持量が存在すべき場合には、必要となり得る。

【0129】

Ｐｔ合金化金属、例えばパラジウムは、基材の出口端面に配置又は担持されていてよい（Ｐｔ合金化金属は例えば、基材の出口端面に直接コーティングされている）。

【0130】

捕捉材料は、基材の出口端面に配置又は担持されている（例えば基材端面の下流に）。基材の出口端面は通常、複数のチャンネル壁端部を有する。

【0131】

基材の出口端面は、平面状（例えば慣用のハニカム基材のように）又は非平面状であり得る。基材の出口端面が非平面状である場合、出口端面は、三次元的な位置構成を有し得る。非平面状の端面を有する基材の例は、米国特許第８，２５７，６５９号に記載されている。非平面状の端面を有する基材によって、揮発した白金をトラップするための捕捉材料について、平面状端面を有する基材よりも大きな表面積が得られる。

【0132】

一般的に、基材の出口端面は、平面状であることが好ましい。

【0133】

基材の出口端面上に配置又は担持されていることに加えて、捕捉材料は、基材内の複数のチャネル壁に、配置又は担持されていてよい。捕捉材料を付与する間、捕捉材料の一部が基材のチャネルを通過することにより、基材内のチャネル壁が部分的にコーティングされる。

【0134】

捕捉材料が、基材内の複数のチャネル壁上に配置又は担持されている場合、酸化触媒は捕捉ゾーンを備え、この捕捉ゾーンは、捕捉材料を含むか、又は捕捉材料から実質的に成る。

【0135】

捕捉ゾーンは通常、（例えば基材の出口端面からの）平均長さが、≦２５ｍｍ、好ましくは≦２０ｍｍ、例えば≦１５ｍｍ、より好ましくは≦１０ｍｍ（例えば≦５ｍｍ）、さらにより好ましくは≦３ｍｍ（例えば＜３ｍｍ）である。疑義が生じるのを避けるため、平均長さとは、基材の軸方向における長さをいう。

【0136】

酸化触媒は一般的に、基材上に配置された触媒材料を有する。触媒材料は、基材内の複数のチャネル壁に配置又は担持されている。

【0137】

第三の酸化触媒配置構成（第一から第三の酸化触媒の実施態様を含む）において、基材がフィルタリングモノリス基材である場合、触媒材料は、入口チャネルの塞栓又は封止された端部に配置又は担持されていてよい。触媒材料が、複数の入口チャネルの塞栓又は封止された端部に、配置又は担持されていることが好ましい。入口チャネルの塞栓又は封止された各端部は、基材の下流端部（すなわち排ガス出口側）にある。

【0138】

本発明の酸化触媒がディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、受動的ＮＯ_ｘ吸着材（ＰＮＡ）、ＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、ＣＳＣ（登録商標）触媒、ＡＳＣ又は触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である場合、酸化触媒は、上述の第一、第二、又は第三の酸化触媒配置構成を有することができる。

【0139】

本発明の酸化触媒が、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である場合、触媒領域（又は触媒層又は触媒ゾーン）及び捕捉領域（又は捕捉ゾーン）は、（ｉ）基材の複数の入口チャネル壁上に、及び／又は（ｉｉ）基材の複数の出口チャネル壁上に、配置又は担持されていてよい。

【0140】

或いは、本発明の酸化触媒が触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である場合、触媒領域（又は触媒層又は触媒ゾーン）は、基材の複数の入口チャネル壁上に配置又は担持されており、捕捉領域（又は捕捉ゾーン）は、基材の複数の出口チャネル壁上に配置又は担持されている。

【0141】

酸化触媒を担持するための基材は、当分野でよく知られている。基材上に触媒材料又は捕捉材料を塗布するためのウォッシュコートの作製方法、及びウォッシュコートを基材上に塗布する方法もまた、当分野で知られている（例えば、我々の国際公開第９９／４７２６０号、国際公開第２００７／０７７４６２号、及び国際公開第２０１１／０８０５２５号を参照）。

【0142】

基材は通常、複数のチャネル（例えば排ガスを流し込むためのチャネル）を有する。この基材は一般的に、セラミック材料又は金属材料である。

【0143】

この基材は、コーディエライト（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金又はステンレス鋼合金でできているか、又はこれらで構成されることが好ましい。

【0144】

この基材は通常、モノリスである（本明細書ではモノリス基材とも呼ぶ）。このようなモノリス基材は、当分野でよく知られている。

【0145】

モノリス基材は、フロースルーモノリス基材であり得る。或いはモノリス基材は、フィルタリングモノリス基材であり得る。

【0146】

フロースルーモノリス基材は通常、ハニカムモノリス（例えば金属製又はセラミック製のハニカムモノリス）を含み、それを通って延びる、両端部で開放されている複数のチャネルを有する。基材がフロースルーモノリス基材である場合、本発明の酸化触媒は通常、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、受動的ＮＯ_ｘ吸着材（ＰＮＡ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、コールドスタート式（ＣＳＣ（登録商標））触媒、又はアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）である。

【0147】

フィルタリングモノリス基材は一般的に、複数の入口チャネルと複数の出口チャネルとを含み、入口チャネルは上流端部（すなわち、排ガスの入口側）で開放され、下流端部（すなわち、排ガスの出口側）で塞栓されるか封止され、出口チャネルは上流端部で塞栓されるか封止され、下流端部で開放されており、各入口チャネルは、多孔質構造によって出口チャネルから隔てられている。基材がフィルタリングモノリス基材である場合、本発明の酸化触媒は通常、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、又はフィルタ上のＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、好ましくは触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）である。

【0148】

モノリス基材がフィルタリングモノリス基材である場合、フィルタリングモノリス基材は、ウォールフローフィルタであることが好ましい。ウォールフローフィルタでは、各入口チャネルが、多孔質構造の壁によって出口チャネルから交互に隔てられ、その逆も成り立つ。入口チャネルと出口チャネルは、ハニカム構造に配設されていることが好ましい。ハニカム構造が存在する場合、入口チャネルに垂直方向及び横方向に隣接するチャネルが上流端部で塞栓され、その逆も成り立つ（すなわち、出口チャネルに垂直方向及び横方向に隣接するチャネルが、下流端部で塞栓される）ことが好ましい。いずれの端部から見ても、交互に塞栓及び開放されているチャネルの端部は、チェス盤の外観を呈する。

【0149】

原則として、基材は、如何なる形状又は大きさであってもよい。しかしながら、基材の形状及び大きさは通常、触媒中の触媒活性材料の排ガスへの曝露を最適化するように選択される。基材は例えば、管状、繊維状、又は粒子状の形状を有しうる。適切な担持基材の例としては、モノリスハニカムコーディエライト型の基材、モノリスハニカムＳｉＣ型の基材、層状の繊維又は編地型の基材、発泡体型の基材、クロスフロー型の基材、金属ワイヤーメッシュ型の基材、金属多孔体型の基材、及びセラミック粒子型の基材が挙げられる。

【0150】

本発明はまた、基材と、基材上に配置された捕捉材料とを備える捕捉ブリック、又は基材と、基材上に配置された捕捉材料とから実質的に成る捕捉ブリックを提供する。捕捉材料は、先に規定した捕捉材料であり得る。

【0151】

捕捉ブリックは通常、捕捉材料を含む層を備えるか、又は捕捉材料から実質的に成る層を備える。この層は、基材上に配置又は担持される。この層は、実質的に基材の全長にわたって、特に基材のチャネルの全長にわたって延びることが好ましい。

【0152】

捕捉ブリックは、基材と、捕捉材料を含む層とから実質的に成るか、又は基材と、捕捉材料から実質的に成る層とから実質的に成っていてよい。

【0153】

捕捉ブリックは、耐火性酸化物の担持量を、０．１〜３．５ｇ ｉｎ^−３、好ましくは０．２〜２．５ｇ ｉｎ^−３、さらにより好ましくは０．３〜２．０ｇ ｉｎ^−３、さらにより好ましくは０．５〜１．７５ｇ ｉｎ^−３（例えば０．７５〜１．５ｇ ｉｎ^−３）、有することができる。

【0154】

捕捉ブリックの基材は一般的に、先に規定した通り、モノリスである（本明細書ではモノリス基材ともいう）。モノリス基材は好ましくは、フロースルーモノリス基材である。

【0155】

通常、捕捉ブリックの基材は、軸方向の長さが、３０ｍｍ〜３００ｍｍ（例えば３０ｍｍ〜１００ｍｍ）、好ましくは４０ｍｍ〜２００ｍｍ、例えば５０ｍｍ〜１５０ｍｍである。

【0156】

本発明はさらに、圧縮着火エンジンにより生じる排ガスを処理するための排気システムを提供する。排気システムは通常、（ｉ）本発明の酸化触媒及び／又は本発明の捕捉ブリック、並びに（ｉｉ）放出制御デバイスを備える。

【0157】

放出制御デバイスの例には、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、ＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、リーンＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＬＮＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、及びこれらのうち２つ以上の組み合わせが含まれる。このような放出制御デバイスは、当分野でよく知られている。

【0158】

排気システムは、ＮＯ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒、及びこれらのうち２種以上の組み合わせから成る群から選択される放出制御デバイスを備えることが好ましい。より好ましくは、放出制御デバイスは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒、及びこれらのうち２種以上の組み合わせから成る群から選択される。さらになお好ましくは、放出制御デバイスは、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒である。

【0159】

本発明の排気システムがＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒を備える場合、排気システムはさらに、窒素性還元剤、例えばアンモニア、又はアンモニア前駆体（尿素若しくはギ酸アンモニウム）、好ましくは尿素を、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒の上流で排ガス内に注入するためのインジェクタを備えていてもよい。インジェクタは通常、酸化触媒及び／又は捕捉ブリックの下流にある。このようなインジェクタは、窒素系還元剤前駆体の供給源（例えばタンク）に流体連結していてよい。排ガス中への前駆体のバルブ制御された投与量は、適切にプログラミングされたエンジン管理手段によって、また排ガスの組成をモニタリングするセンサによって供給される閉ループ又は開ループフィードバックによって、調整することができる。アンモニアはまた、カルバミン酸アンモニウム（固体）を加熱することによって生成することができ、生成されたアンモニアは、排ガス中に注入することができる。

【0160】

インジェクタの代わりに、又はインジェクタに加えて、アンモニアはその場で（例えばＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒の上流に配置されたＮＳＣのリッチ再生の間に）生成され得る。よって、排気システムはさらに、排ガス中に炭化水素を増やすためのエンジン管理手段を備えていてもよい。

【0161】

ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒は、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｌａ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｖ、ランタニド系及び第ＶＩＩＩ族遷移金属（例えばＦｅ）のうち少なくとも１種類から成る群から選択される金属を含んでいてよく、ここでこの金属は、耐火性酸化物又はモレキュラーシーブに担持されている。この金属は好ましくは、Ｃｅ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びこれらの任意の２つ以上の組み合わせから選択され、より好ましくはこの金属が、Ｆｅ又はＣｕである。

【0162】

ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒用の耐火性酸化物は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、及びこれらの２種以上を含む混合酸化物から成る群から選択され得る。非ゼオライト触媒には、酸化タングステン（例えばＶ_２Ｏ_５／ＷＯ_３／ＴｉＯ_２、ＷＯ_ｘ／ＣｅＺｒＯ_２、ＷＯ_ｘ／ＺｒＯ_２又はＦｅ／ＷＯ_ｘ／ＺｒＯ_２）も含まれ得る。

【0163】

ＳＣＲ触媒、ＳＣＲＦ（登録商標）触媒、又はそれらのウォッシュコートが、アルミノシリケートゼオライト又はＳＡＰＯなどの少なくとも１つのモレキュラーシーブを含む場合が、特に好ましい。少なくとも１つのモレキュラーシーブは、小細孔、中細孔又は大細孔のモレキュラーシーブであり得る。「小細孔モレキュラーシーブ」とは、本明細書では、最大８の環サイズを含む、ＣＨＡなどのモレキュラーシーブを意味し；「中細孔モレキュラーシーブ」とは、本明細書では、最大１０の環サイズを含む、ＺＳＭ−５などのモレキュラーシーブを意味し；「大細孔のモレキュラーシーブ」とは、本明細書では、最大１２の環サイズを有する、ベータなどのモレキュラーシーブを意味する。小細孔モレキュラーシーブは、ＳＣＲ触媒における使用にとって有利であり得る。

【0164】

本発明の排気システムにおいて、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒にとって好ましいモレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−２０、ＥＲＩ（ＺＳＭ−３４を含む）、モルデナイト、フェリエライト、ＢＥＡ（ベータを含む）、Ｙ、ＣＨＡ、ＬＥＶ（Ｎｕ−３を含む）、ＭＣＭ−２２及びＥＵ−１から成る群から選択される合成アルミノシリケートゼオライトモレキュラーシーブであり、好ましくはＡＥＩ又はＣＨＡであり、シリカのアルミナに対する比が約１０〜約５０、例えば約１５〜約４０である。

【0165】

第一の排気システム配置構成において、排気システムは、本発明の酸化触媒を備える（酸化触媒は例えば、捕捉材料を備える領域を有する）。

【0166】

第一の排気システム配置構成の第一の実施態様において、排気システムは、本発明の酸化触媒（例えばＤＯＣ、ＤＥＣ、ＮＳＣ、ＰＮＡ、ＣＳＣ（登録商標）触媒又はＡＳＣ）、及び選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒を備える。本発明の酸化触媒の後には通常、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒が続く（例えば、酸化触媒はＳＣＲＦ触媒の上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、酸化触媒と選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒の間に、配設してもよい。よって酸化触媒の後に、窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、酸化触媒はインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒が続いてもよい（例えばインジェクタは、ＳＣＲＦ（登録商標）触媒の上流にある）。

【0167】

第一の排気システム配置構成の第二の実施態様において、排気システムは、本発明の酸化触媒（例えばＣＳＦ、ＤＯＣ、ＤＥＣ、ＮＳＣ、ＰＮＡ、ＣＳＣ（登録商標）触媒又はＡＳＣ）、及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、並びに任意選択的に、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）のいずれかを備える。

【0168】

第一の排気システム配置構成の第二の実施態様において、本発明の酸化触媒の後には通常、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、酸化触媒はＳＣＲの上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、酸化触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配設してもよい。よって酸化触媒の後に、窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、酸化触媒はインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の後に、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が続いてもよい（例えば、ＳＣＲはＣＳＦ又はＤＰＦの上流にある）。

【0169】

第一の排気システム配置構成の第三の実施態様は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）と、好ましくは触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）としての本発明の酸化触媒と、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒とを備える排気システムに関する。ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の後には通常、本発明の酸化触媒が続く（例えば、ＤＯＣは本発明の酸化触媒の上流にある）。本発明の酸化触媒の後には通常、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、酸化触媒はＳＣＲ触媒の上流にある）。窒素系還元剤のインジェクタは、酸化触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配設してもよい。よって酸化触媒の後に、窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、酸化触媒はインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。

【0170】

第二の排気システム配置構成において、排気システムは、（ｉ）排ガスを処理するための酸化触媒であって、この酸化触媒は、第一の基材と、第一の基材上に配置された触媒材料とを備え、この触媒材料は、白金（Ｐｔ）を含む、酸化触媒、並びに（ｉｉ）本発明の捕捉ブリックを備え、この捕捉ブリックは、排ガスが酸化触媒を通過した後に、排ガスと接触するように配設されている。酸化触媒は、本発明の酸化触媒であるか、又はそうでなくてもよい。

【0171】

第二の排気システム配置構成の第一の実施態様において、排気システムは、酸化触媒（例えばＤＯＣ、ＤＥＣ、ＮＳＣ、ＰＮＡ、ＣＳＣ（登録商標）触媒、又はＡＳＣ）、例えば先に規定した酸化触媒又は本発明の酸化触媒、本発明の捕捉ブリック、及び選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒を備える。本発明の酸化触媒の後には通常、捕捉ブリックが続く（例えば、酸化触媒は捕捉ブリックの上流にある）。捕捉ブリックには通常、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒が続く。窒素還元剤のインジェクタが、酸化触媒と、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒との間に配設されていてよく、好ましくは捕捉ブリックと、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒との間に、配設されている。よって酸化触媒の後に、捕捉ブリックが続いてもよく（例えば、酸化触媒は捕捉ブリックの上流にある）、捕捉ブリックの後に、窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、捕捉ブリックはインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒が続いてもよい（例えばインジェクタは、ＳＣＲＦ（登録商標）触媒の上流にある）。

【0172】

第二の排気システム配置構成の第二の実施態様において、排気システムは、酸化触媒（例えばＣＳＦ、ＤＯＣ、ＤＥＣ、ＮＳＣ、ＰＮＡ、ＣＳＣ（登録商標）触媒、又はＡＳＣ）、例えば先に記載した酸化触媒又は本発明の酸化触媒、本発明の捕捉ブリック、及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、及び任意選択的に触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）のいずれかを備える。

【0173】

第二の排気システム配置構成の第二の実施態様において、酸化触媒の後には通常、捕捉ブリックが続き（例えば、酸化触媒は捕捉ブリックの上流にある）、捕捉ブリックには通常、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、捕捉ブリックはＳＣＲの上流にある）。窒素還元剤のインジェクタは、酸化触媒と、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒との間に配設されていてよく、窒素還元剤のインジェクタは好ましくは、捕捉ブリックと、選択的触媒還元（ＳＣＲ（登録商標））触媒との間に、配設されている。よって酸化触媒の後に、捕捉ブリックが続いてもよく（例えば、酸化触媒は捕捉ブリックの上流にある）、捕捉ブリックの後に、窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、捕捉ブリックはインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の後に、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が続いてもよい（例えば、ＳＣＲはＣＳＦ又はＤＰＦの上流にある）。

【0174】

第二の排気システム配置構成の第三の実施態様は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、酸化触媒（例えば前述のもの）、又は触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）としての本発明の酸化触媒と、捕捉ブリックと、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒とを備える排気システムに関する。ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の後には通常、酸化触媒（例えばＣＳＦ）が続く（例えば、ＤＯＣは酸化触媒の上流にある）。本発明の酸化触媒の後には通常、捕捉ブリックが続き（例えば、酸化触媒は捕捉ブリックの上流にある）、捕捉ブリックの後には通常、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、捕捉ブリックはＳＣＲ触媒の上流にある）。窒素還元剤のインジェクタは、酸化触媒と、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒との間に配設されていてよく、窒素還元剤のインジェクタは好ましくは、捕捉ブリックと、選択的触媒還元（ＳＣＲ（登録商標））触媒との間に、配設されている。よって酸化触媒の後に、捕捉ブリックが続いてもよく（例えば、酸化触媒は捕捉ブリックの上流にある）、捕捉ブリックの後に、窒素系還元剤のインジェクタが続いてもよく（例えば、捕捉ブリックはインジェクタの上流にある）、窒素系還元剤のインジェクタの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、インジェクタはＳＣＲ触媒の上流にある）。

【0175】

上述の第一又は第二の排気システム配置構成のいずれかの実施態様において、ＡＳＣ触媒は、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ（登録商標）触媒の下流に（すなわち別個の基材モノリスとして）配置することができ、又はさらに好ましくは、ＳＣＲ触媒を備えた基材モノリスの下流又は終端を、ＡＳＣのための担体として使用することができる。

【0176】

本発明はさらに、車両を提供する。この車両は、圧縮着火エンジンと、本発明による酸化触媒、排気システム又は捕捉ブリックのいずれかとを備える。圧縮着火エンジンは好ましくは、ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジンは、均一供給圧縮着火（ＨＣＣＩ）エンジン、予混合供給圧縮着火（ＰＣＣＩ）エンジン、又は低温燃焼（ＬＴＣ）エンジンであり得る。ディーゼルエンジンは通常の（すなわち従来からの）ディーゼルエンジンであることが好ましい。

【0177】

車両は、米国又は欧州の法律で規定されている軽量ディーゼル車（ＬＤＶ）であってよい。軽量ディーゼル車は通常、＜２８４０ｋｇの重量を有し、より好ましくは＜２６１０ｋｇの重量を有する。

【0178】

米国では、軽量ディーゼル車（ＬＤＶ）とは、≦８５００ポンド（米国ポンド）の総重量を有するディーゼル車をいう。欧州では、軽量ディーゼル車（ＬＤＶ）という用語は、（ｉ）運転席の他に８席以下の座席を備え、５トン以下の最大質量を有する乗用車、及び（ｉｉ）１２トン以下の最大質量を有する貨物輸送車をいう。

【0179】

或いは車両は、米国の法律で規定されている、＞８５００ポンド（米国ポンド）の総重量を有するディーゼル車のような大型ディーゼル車（ＨＤＶ）であってもよい。フィルタリング基材を有する放出制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、触媒化スートフィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ（登録商標））触媒、及びそれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択され得る。

【0180】

定義
本明細書で用いられる「混合酸化物」という用語は一般的に、当技術分野で従来から知られているような、単一相の酸化物の混合物をいう。本明細書で用いられる「複合酸化物」という用語は一般的に、当技術分野で従来から知られているような、二相以上の相を有する酸化物の組成物をいう。

【0181】

本明細書で用いられる頭字語「ＰＧＭ」とは、「白金族金属」をいう。「白金族金属」という用語は、一般的に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔから成る群から選択される金属、好ましくはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ及びＰｔから成る群から選択される金属をいう。一般に、用語「ＰＧＭ」とは、好ましくは、Ｒｈ、Ｐｔ及びＰｄから成る群から選択される金属をいう。

【0182】

本明細書で用いられる「捕捉領域」という用語は、「揮発した白金（Ｐｔ）を捕捉するための領域」と同義である。

【0183】

本明細書で用いられる「端面」という表現は、特に「入口端面」又は「出口端面」について述べる場合、「端面」という表現と同義である。端面、又は基材の端面は通常、基材を通じてチャネルを画定又は区切る壁端部によって（例えば基材の外部表面に）形成される。

【0184】

本明細書で用いられる「Ｐｔ合金化金属」という表現は、特に排ガスの温度が＜９００℃、特に＜８００℃、例えば＜７００℃である場合に、白金（すなわち白金金属）と合金を形成可能な材料をいう。

【0185】

本明細書で用いられる「実質的に成る」という表現は、特定した材料と、発明の特徴の基本的特性に事実上影響を及ぼさないあらゆるその他の材料又は工程（例えば少量の不純物など）とを含むように、発明特徴の範囲を限定する。「実質的に〜から成る」という表現は、「〜から成る」という表現を包含する。

【0186】

材料に関して、典型的にはウォッシュコート領域、ウォッシュコート層又はウォッシュコート領域の含有量の文脈において、本明細書で用いられる「実質的に含まない」という表現は、例えば≦５重量％、好ましくは≦２重量％、さらに好ましくは≦１重量％など、少量の材料を意味する。「〜を実質的に含まない」という表現は、「〜を含まない」という表現を包含する。

【0187】

数値範囲の終点に関して本明細書で使用される「約」という表現は、特定した数値範囲の正確な終点を含む。従って、例えば「約０．２」までのパラメーターを定義する表現は、０．２までのパラメーター（０．２を含む）を包含する。

【0188】

本明細書で使用するように「選択的触媒還元フィルタ触媒」は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＳＣＲ−ＤＰＦ）上にコーティングされた選択触媒還元調製物を含み、これは当分野で知られている。

【0189】

実施例
これより、以下の非限定的な実施例によって、本発明を説明する。

【0190】

例１（参照用ＳＣＲ触媒）
３重量％のＣｕ／ＣＨＡゼオライトでコーティングされた基材の製造
市販で手に入るアルミノシリケートＣＨＡゼオライトを、Ｃｕ（ＮＯ_３）_２の水溶液に、撹拌しながら添加した。このスラリーをろ過し、それから洗浄、乾燥した。所望の金属担持量が得られるまで、この手順を繰り返すことができる。最終的な生成物を焼成した。混合後に、バインダ及びレオロジー調整剤を添加して、ウォッシュコート組成物を形成した。

【0191】

４００ｃｐｉのコーディエライト製フロースルー基材モノリスを、３重量％のＣｕ／ＣＨＡゼオライト試料の水性スラリーにより、国際公開第９９／４７２６０号に開示された方法でコーティングした。コーティングされた製品（片方の端部のみからコーティング）を乾燥させ、それから焼成し、この手順をもう一方の端部から繰り返して、基材モノリスについて実質的に全体がコーティングされるようにし、このコーティングは、２つのコーティングの接続部において、軸方向で少し重なっていた。コーティングされた基材モノリスを、炉内にて空気中で５００℃で５時間にわたり、エージングした。直径１インチ（２．５４ｃｍ）×長さ３インチ（７．６２ｃｍ）のコアを、完成した製品から切り出した。

【0192】

例２（比較例）
シリカ−アルミナ粉末を水中でスラリー化し、＜２０ミクロンのｄ_９０にミリングした。このスラリーに酢酸バリウムを加え、その後、適量の可溶性の白金とパラジウム塩を加えた。スラリーがシリカ−アルミナを７７質量％、及びゼオライトを２３質量％含有するように、ベータゼオライトを添加した。それから、スラリーを攪拌して均質化した。得られたウォッシュコートを、確立されたコーティング技術を用い、１平方インチ当たり４００個のセルを有するコーディエライト製フロースルーモノリスの入口チャネルに塗布した。それから、この部材を乾燥させた。

【0193】

シリカ−アルミナの第二のスラリーを、＜２０ミクロンのｄ_９０にミリングした。硝酸白金溶液を添加し、それから硝酸マンガン溶液を添加した。この混合物を撹拌して、均質化した。このスラリーを、確立されたコーティング技術を用いて、基材の出口端部に塗布した。それからこの部材を、５００℃で乾燥及び焼成した。得られた触媒は、合計ＰＧＭ担持量が１５０ｇ ｆｔ^−３であり、Ｐｔ：Ｐｄの重量比が３：１であった。Ｍｎ担持量は、１３０ｇ ｆｔ^−３であった。

【0194】

例３
シリカ−アルミナ粉末を水中でスラリー化し、＜２０ミクロンのｄ_９０にミリングした。このスラリーに酢酸バリウムを加え、その後、適量の可溶性の白金とパラジウム塩を加えた。スラリーがシリカ−アルミナを７７質量％、及びゼオライトを２３質量％含有するように、ベータゼオライトを添加した。それから、スラリーを攪拌して均質化した。得られたウォッシュコートを、確立されたコーティング技術を用い、１平方インチ当たり４００個のセルを有するコーディエライト製フロースルーモノリスの入口チャネルに塗布した。それから、この部材を乾燥させた。

【0195】

シリカ−アルミナの第二のスラリーを、＜２０ミクロンのｄ_９０にミリングした。硝酸白金溶液を添加し、それから硝酸マンガン溶液を添加した。この混合物を撹拌して、均質化した。このスラリーを、確立されたコーティング技術を用いて、基材の出口端部に塗布した。それからこの部材を、５００℃で乾燥及び焼成した。得られた触媒は、合計ＰＧＭ担持量が１５０ｇ ｆｔ^−３であり、Ｐｔ：Ｐｄの重量比が３：１であった。Ｍｎ担持量は、１３０ｇ ｆｔ^−３であった。

【0196】

安定化されたジルコニア（１３．５重量％のＮｄ_２Ｏ_３）を水に添加することによって、第三のスラリーを製造した。硝酸Ｐｄを添加し、この混合物を攪拌して均質化した。１０％のアルミナバインダを添加し、このスラリーを基材の出口チャネルに、確立された技術により１インチのコーティング深さで塗布した。この部材を５００℃で乾燥、焼成した。安定化されたジルコニア担持量は、２．０ｇ ｉｎ^−３であり、第三のコーティングのＰｄ担持量は、２０ｇ ｆｔ^−３であった。

【0197】

例４
シリカ−アルミナ粉末を水中でスラリー化し、＜２０ミクロンのｄ_９０にミリングした。このスラリーに酢酸バリウムを加え、その後、適量の可溶性の白金とパラジウム塩を加えた。スラリーがシリカ−アルミナを７７質量％、及びゼオライトを２３質量％含有するように、ベータゼオライトを添加した。それから、スラリーを攪拌して均質化した。得られたウォッシュコートを、確立されたコーティング技術を用い、１平方インチ当たり４００個のセルを有するコーディエライト製フロースルーモノリスの入口チャネルに塗布した。それから、この部材を乾燥させた。

【0198】

シリカ−アルミナの第二のスラリーを、＜２０ミクロンのｄ_９０にミリングした。硝酸白金溶液を添加し、それから硝酸マンガン溶液を添加した。この混合物を撹拌して、均質化した。このスラリーを、確立されたコーティング技術を用いて、基材の出口端部に塗布した。それからこの部材を、５００℃で乾燥及び焼成した。得られた触媒は、合計ＰＧＭ担持量が１５０ｆｇ ｆｔ^−３であり、Ｐｔ：Ｐｄの重量比が３：１であった。Ｍｎ担持量は、１３０ｇ ｆｔ^−３であった。

【0199】

安定化されたジルコニア（１３．５重量％のＮｄ_２Ｏ_３）を水に添加することによって、第三のスラリーを製造した。硝酸Ｐｄを添加し、この混合物を攪拌して均質化した。ギ酸をスラリーの０．７質量％添加し、この混合物を１時間撹拌した。この間、Ｐｄ塩が減少するにつれて、スラリーは黄色から灰色に変わった。１０％のアルミナバインダを添加し、このスラリーを基材の出口チャネルに、確立された技術により１インチのコーティング深さで塗布した。この部材を５００℃で乾燥、焼成した。安定化されたジルコニア担持量は、２．０ｇ ｉｎ^−３であり、第三のコーティングのＰｄ担持量は、２０ｇ ｆｔ^−３であった。

【0200】

実験結果
試験システム
試験は、図１に記載の第一の合成触媒活性試験（ＳＣＡＴ）実験室用反応器で行ったのだが、ここでは例１のコーティングされたＣｕ／ＣＨＡゼオライトＳＣＲ触媒のエージングされたコアが、例２、３又は４の触媒のコアの導管下流に配置されていた。合成ガス混合物を導管に、１分あたり６リットルの流速で通過させた。炉を使用して、定常状態の温度にて９５０℃の触媒出口温度で２時間、酸化触媒試料を加熱（又はエージング）した。ＳＣＲ触媒を、酸化触媒試料の下流に配置し、炉の出口とＳＣＲ入口との間にある管の長さを調整することにより、エージング工程の間、３００℃の触媒温度に保った（適切であれば、水冷式熱交換器ジャケットを使用可能）。適切に位置決めされた熱電対（Ｔ_１及びＴ_２）により、温度を特定した。エージングの間に使用したガス混合物は、空気が４０％、Ｎ_２が５０％、Ｈ_２Ｏが１０％であった。

【0201】

参照用の「ブランクエージング」試料を試験したが、これはエージング装置においてＳＣＲコアの上流に置かれた、白金を含む酸化触媒が無いものである。つまり、ブランクエージングは、白金を含む触媒の不在下で行ったものであり、このため白金の揮発は起こり得ない。

【0202】

酸化触媒エージングに続き、ＳＣＲ触媒を第一のＳＣＡＴ反応器から取り出し、特にエージングされた試料のＮＨ_３−ＳＣＲ活性を試験するために、第二のＳＣＡＴ反応器に挿入した。それからＳＣＲ触媒を、５００℃でのＳＣＲ活性について、合成ガス混合物（Ｏ_２＝１０％；Ｈ_２Ｏ＝５％、ＣＯ_２＝３３０ｐｐｍ；ＮＨ_３＝４００ｐｐｍ；ＮＯ＝５００ｐｐｍ；ＮＯ_２＝０ｐｐｍ；Ｎ_２＝残部、すなわち０．８のα値（ＮＨ_３：ＮＯ_ｘの比率）を用いて試験した。ＮＯ_ｘ変換率の結果を正規化し、ブランクエージング試験からのＳＣＲコアに対して報告する。正規化されたＮＯ_ｘ変換率が、表１に示されている。

【0203】

表１は、９５０℃で２時間にわたり上流にある酸化触媒によりエージングした後の、例１から取ったエージングされたＳＣＲ触媒コアについてのＮＯ_ｘ変換活性を示す。ブランクエージング稼働についての５００℃でのＮＯ_ｘ変換率は、白金揮発無しのエージング後に達成される基準変換率を示す。

【0204】

上流の位置にある例２からのコアでエージングしたＳＣＲ試料は、ＮＯ_ｘ変換率について著しい減少を示す。例２の触媒は、白金捕捉材料を有さない。上流の位置にある例３からのコアでエージングしたＳＣＲ試料は、ブランクのエージング稼働と比較して、ＮＯ_ｘ変換率性能について僅かな減少を示す。例３の酸化触媒は、ジルコニアを含む捕捉材料を備える。捕捉材料コーティングを製造したが、材料を粉末として単離する必要はなかった。上流の位置にある例４からのコアでエージングしたＳＣＲ試料は、例３の後方でエージングしたＳＣＲ試料と同様のＮＯ_ｘ変換性能を示す。例４は、ジルコニアと、ギ酸により還元したＰｄとを含む捕捉材料を備える。捕捉材料コーティングを製造したが、材料を粉末として単離する必要はなかった。

【0205】

触媒活性の測定
例２、３及び４の触媒から、コア試料を採取した。これらのコアを、７９０℃で１６時間、１０％の水を用いて水熱エージングした。

【0206】

全てのコアについての触媒活性は、合成ガスベンチ触媒活性試験（ＳＣＡＴ）により特定した。エージングしたコアを、表２に示したシミュレート排ガス混合物中で試験した。それぞれの場合において、残部は窒素である。ＮＯについての酸化活性は、２５０℃での変換率（パーセンテージ）として特定する。ＣＯ及びＨＣについての酸化活性は、ライトオフ温度により特定し、これによって５０％の変換率が達成される（Ｔ５０）。

【0207】

結果
ＳＣＡＴの結果を、表３及び４に示す。

【0208】

表３に示された結果は、例２、３及び４の触媒についてのＣＯ及びＨＣライトオフ温度を示す。実施例における全ての触媒は、同様のＣＯ及びＨＣライトオフ活性を有する。例３及び４の触媒は、ジルコニアを含む捕捉材料を含有する。捕捉材料の組み込みは、ＣＯ及びＨＣライトオフに対して否定的な影響を何らもたらさない。

【0209】

表４は、２５０℃でのＮＯ酸化活性を示す。実施例の全ての触媒は、同様のＮＯ酸化活性を示す。例３及び４は、ジルコニアを含む捕捉材料を含有する。捕捉材料の組み込みは、ＮＯ酸化活性に対して否定的な影響を何らもたらさない。

【0210】

疑義を避けるために、本明細書で引用したすべての文献の全内容は、参照により本願に組み込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】