JP2000202238A - ＮＯｘ吸収材調合物の調製に有用な遷移金属酸化物 - Google Patents

ＮＯｘ吸収材調合物の調製に有用な遷移金属酸化物

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oxide
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クマール ナルラ チャイタニャ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のNOxトラップよりもかなり優れた高温安
定性を持つNOxトラップを提供する。 【解決手段】本発明は、NOxトラップ触媒を含む触媒と
して有用なゾルゲル処理された金属−アルミニウム基酸
化物材料である。それは、異種金属アルコラートを有す
るアルコラートから調製される。金属は、アルカリ金属
及びアルカリ土類金属の一つ又は両方であり、そして選
択的にランタニドである。そして、発明はまた、排気シ
ステム中にその材料と共にいかなる貴金属も含まれるこ
となしに、この材料によるリーンバーン内燃機関の排気
を処理する方法である。その方法は、リーン周期作動中
にNOxトラップが窒素酸化物を吸収し、リッチ又は理論
空燃比サイクル中の様な、排気中の酸素濃度が低下した
時に窒素酸化物を脱離するシステム中にNOxトラップを
配置する工程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも２種類
の異種金属アルコラートから作られた酸化物に関するも
のである。より具体的には、これらのアルコラートの一
つが、アルミニウム及び遷移金属を含み、そして、他の
アルコラートが、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の
いずれかと共にアルミニウムを含む。加えて、選択的
に、アルミニウム及びランタニドを持つ異種金属アルコ
ラートを、付加的に用いることが出来る。ある用途にお
いて、酸化物は、ガソリン又はディーゼルからのリーン
バーン・エンジンの排気を処理するのに、有用である。
【０００２】
【従来の技術】燃費を向上させるために、リーンバーン
・エンジンが用いられている。これらのエンジンは、酸
化性の空燃比を用いて作動し、エンジン作動中に発生す
る一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物（NOx）の変換
のための独特の排気処理を必要とする。NOxは還元され
る必要があるにもかかわらず排気が酸化性であるため
に、NOxは変換するのが最も難しい。現代のリーンバー
ン作動に対する最も確実な処理の一つは、窒素酸化物吸
収材料を貴金属と共に用いることを、含んでいる。その
様なNOxトラップ材料は、リーンバーン作動中に窒素酸
化物を吸収することが可能であり、そして、排気中の酸
素濃度が低い時に、窒素酸化物を放出することが可能で
ある。それで、これらのトラップは、リーン空燃比で主
に作動するエンジン・システムと共に用いられるが、NO
xのトラップをパージすることが望ましい場合には、よ
りリッチに、具体的には理論値よりもリッチにされる。
【０００３】一般的なNOxトラップは、例えばヨーロッ
パ特許出願0 613 714号に開示されている様に、アルミ
ナの様な多孔質担体上に担持された、白金の様な貴金属
と組合わせられた、バリウムの様なアルカリ土類金属
を、用いている。この吸収現象に対して広く支持された
機構は、リーンバーン作動中に、最初に白金がNOを NO2
へ酸化し、そして続いてNO2が他の材料との硝酸塩錯体
を形成する。理論値又はリッチの環境中の様な再生モー
ドにおいて、硝酸塩は熱力学的に不安定であり、それで
吸蔵されたNOxが放出される。NOxはそして、白金上で、
HC及びCOの様な排気中の還元種と反応し、O2及びN2を形
成する。
【０００４】しかしながら、NOx吸着用に用いられるの
が一般的である多孔質担体に担持されたアルカリ金属及
びアルカリ土類金属は重大な欠陥を持つ。それは、それ
ら金属が排気中の硫黄により容易に被毒する、というこ
とである。自動車用の殆どの燃料は硫黄を含み、それ
で、燃焼する時には、硫黄はSO2の様な硫黄化合物へと
変換される。時間の経過と共に、硫黄化合物は、これら
のアルカリ金属又はアルカリ土類金属と反応して、吸着
材料へと容易に戻ることのない硫酸塩及び硫化物を形成
する。これらの硫酸塩は、NOx吸着について、不活性で
ある。アルカリ金属は、特に問題である。
【０００５】硫黄被毒後のNOxトラップの再生は、硫化
物を分解するために、比較的高い温度で実行される必要
がある。これらの高温は、アルカリ金属／アルカリ土類
金属−アルミナ材料と同様の白金の焼結を招く。白金の
焼結は、白金の微粒子が結合して、大きな粒子を形成し
て、触媒サイトの数を減少させる、ことを意味する。こ
れは、NOxからNO2への変換の効率を落とすことにつなが
る。アルカリ金属／アルカリ土類金属−アルミナ材料の
焼結は、これらの材料が、粒径の増大及び多孔性の低下
故に、表面積を失うことを、意味する。これは、白金と
の非効率な接触を招き、排気が非効率にトラップされる
ことにつながる。
【０００６】1998年11月2日の米国特許出願09/184,146
号において、リーンバーン・エンジンの排気中のNOxを
吸収するための、貴金属／酸化物材料の使用を開示して
いる。ゾルゲル処理された酸化物材料は、本質的に、ア
ルミニウム、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の少な
くとも一つ及びランタニド金属を、含む。その材料は、
異種金属アルコラートから作ることが出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明に従い、発明者
はここで、貴金属を実質的に持たず、異種金属アルコラ
ートを含むアルコラートからゾルゲル法により作られる
アルミニウム基酸化物が、従来のNOxトラップよりもか
なり優れた高温安定性を持つNOxトラップを提供するこ
とを、発見した。本発明のアルミニウム基酸化物は、遷
移金属を含む。加えてそれは、アルカリ金属、アルカリ
土類金属又は両方を含む。酸化物中において、その中の
元素間の化学結合が存在する。対照的に、従来のアルミ
ナ材料には、その様な化学的結合が全くない金属が担持
されていた。発明の酸化物において、リーンバーン条件
の下で完全に形成された金属酸化物として遷移金属が存
在し、アルミナ・マトリックス中のアルカリ金属／アル
カリ土類金属と緻密な接触をする。それで、NOxの移動
と捕捉が効率的に起こる。吸収されることがあるSOxを
取り除く高温処理は、遷移金属酸化物のNOx変換に対す
る能力を損なうことはない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ある観点にお
いて、(a) Mが遷移金属でありnがMの原子価である一般
化学式MAl(OPri)nを持つ遷移金属−アルミニウム異種金
属アルコラート、(b) (i) M'がアルカリ金属である一般
化学式M'Al(OPri)4を持つアルカリ金属−アルミニウム
異種金属アルコラート及び、(ii) M"がアルカリ土類金
属である一般化学式M"[Al(OPri)4]2を持つアルカリ土類
金属−アルミニウム異種金属アルコラート、の一方又は
両方、から本質的になる異種金属アルコラートを含むア
ルコラートより調製されたゾルゲル処理された材料であ
る。選択的に、Lnがランタニドである一般化学式Ln[Al
(OPri)4]3で表されるランタニド−アルミニウム異種金
属アルコラートが、付加的に含まれていても良い。更
に、異種金属アルコラートに加えて、上述の金属の単金
属アルコラートをゾルゲル処理中に加えて、最終製品中
の金属の比率を変更することが出来る。貴金属を実質的
に持たない時に上記金属がNOxトラップ材料として優れ
ていることが判ったが、他の用途における上記材料は貴
金属と共に適切に用いられ得る。
【０００９】別の観点によれば、本発明は、上記の材料
を用いて、リーンバーン内燃機関の排気からNOxを吸収
する方法についてのものである。より具体的には、その
方法が、窒素酸化物トラップを用いて、炭化水素、窒素
酸化物及び一酸化炭素を含む内燃機関からの排気排出物
を処理する工程を含み、その方法は、酸素濃度が酸化性
である時に排気中に含まれるNOxを吸収し、そして、排
気の酸素濃度が低下した時に吸収したNOxを放出する窒
素酸化物トラップを上記内燃機関の排気通路に配置する
工程を、含む。エンジンは、ガソリンであってもディー
ゼルであっても良い。
【００１０】NOxトラップは、トラップ装置へ流れ込む
排気の空燃比が理論値よりもリーンの時に、NOxを吸収
し、エンジンがリッチ又は理論値で作動する際に排気中
の酸素濃度が低下した時には、NOxを放出する。NOxが分
解される際に、それは、貴金属上で窒素と酸素へ変換さ
れる。
【００１１】
【発明の効果】NOxトラップ材料として、白金の様な貴
金属を含む一般的な材料ではなく、ゾルゲル処理された
アルミナ・マトリックス中の遷移金属を用いることによ
り、形成する可能性のある硫酸塩を分解するための高温
再生後でさえも、NOx変換効率が維持される。つまり、S
Oxの除去は、その材料の高温への露出を要する。本発明
のNOx（及びSOx）吸収材料は熱的に安定であり、その表
面特性は、高温での再生によって、変化はしない。本発
明のトラップで用いられるFe, Co, Niなどの様な遷移金
属は、一般的なトラップで用いられる白金が再生中に経
験するであろう、焼結を経験することはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、上述のそして以下によ
り詳細に述べる異種金属アルコラートを含むアルコラー
トから、ゾルゲル処理された酸化物である。これらの材
料は、リーンバーン内燃機関の排気により生成される窒
素酸化物、一酸化炭素及び炭化水素を含む排気を、排気
からのNOxを吸収することにより、処理するのに特に有
用である。
【００１３】発明者は、ゾルゲル法により調製される本
発明の材料が一般的なNOx吸収材に対していくつかの進
歩をなす、ことを発見した。ある観点において、ゾルゲ
ル処理された材料は、硫黄被毒に対してより高い抵抗性
を持つ。発明者は、これは、遷移金属が一般的なアルミ
ナへ含浸されるであろう一般的な含浸法よりも良好な、
アルミナ・マトリックス中での遷移金属の様な金属の分
散を、ゾルゲル処理がもたらすからであると、信じてい
る。更に、製品がゾルゲル法により作られるので、最終
製品は、アルミナ・マトリックス中に互いに化学結合に
より接合される酸化物を有する。発明者は、これは、酸
素を介してアルミナに結合される遷移金属の様な金属を
持つ高表面積アルミナ材料の形成につながると、信じて
いる。これは、アルミナ中の空孔の潰れ及び、アルミニ
ウム−酸素−アルミニウム結合の結合の形成を防ぎ、表
面上のアルミニウム・ヒドロキシ結合が、例えば遷移金
属との結合により置き換えられていれば好ましい。しか
しながら、上述の理論の有効性又は理解のいずれも、本
発明の実施に必要ではない。
【００１４】ゾル溶液の調製法は、当業者には周知であ
る。アルコラートを用いる場合、一般的に、(1)水及び
／又は母アルコール中での金属アルコラートの加水分解
（必要であれば、酸又は塩基を触媒として用いても良
い）又は(2)アセチル−アセトンの様な有機物での金属
アルコラートの改質及び続く加水分解又は(3)水中での
直接の加水分解及び酸が存在する中でのペプチゼーショ
ンを、含むのが、一般的である。本発明に適用可能であ
るゾルゲル法の更なる説明は、本発明のNOx吸収方法で
用いられる好ましいアルコラートに関し、以下に特に示
されることになる。
【００１５】発明の新規な金属−アルミナ材料（ここで
用いられる金属は、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ
土類金属、ランタニドである）は、ある異種金属アルコ
ラートを含むアルコラートより調製される。これらの異
種金属アルコラートは、(a)遷移金属、アルカリ金属、
アルカリ土類金属及びランタニド金属から選択された一
つと、(b)アルミニウムであるもう一つとの、２つの金
属をアルコラート化合物中に含むアルコラートからなる
群から、選択される。加えて、最終ゾルゲル処理酸化物
中の遷移金属の様な金属に対するアルミニウムの比を変
化させるために、アルミニウム、遷移金属、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、ランタニド金属又はそれらのい
ずれかの混合物の単金属アルコラートが、ゾルゲル処理
中に含められても良い。
【００１６】ゾルゲル処理された酸化物中には、(a)ア
ルミニウム酸化物、(b)遷移金属酸化物及び(c)アルカリ
金属及び／又はアルカリ土類金属が、重量パーセントで
それぞれ(a) 30〜80 wt. % (b) 0.5〜10 wt. %及び(c)
10〜30 wt. %存在するのが好ましい。より好ましくは、
製品酸化物中における、これらの重量パーセントは、そ
れぞれこれらの酸化物の70〜80 wt. %, 2〜10 wt. %及
び15〜25 wt. %である。ランタニドが含まれる場合に
は、それは、酸化物の全重量に基き、10〜50 wt. %であ
るのが好ましい。
【００１７】遷移金属−アルミニウム異種金属アルコラ
ートは、Mが遷移金属でありnがMの原子価である一般化
学式MAl(OPri)n又はMAl2(OR)6+nを持つ。遷移金属は、
ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、コバルト、ニ
ッケル、銅、鉄、マンガンなどを、限定するものではな
いが、含むと解釈される。製品酸化物のトラップ用途に
有用な好ましい遷移金属は、鉄、コバルト及びニッケル
を含む。本明細書の内容より当業者には明らかであるよ
うに、その様な遷移金属の異種金属アルコラートを一つ
より多く用いることが出来るであろう。つまり、例え
ば、鉄−アルミニウム・アルコラート及び銅−アルミニ
ウム・アルコラートを用いることが出来るであろう。
【００１８】上述の様に、アルカリ金属−アルミニウム
異種金属アルコラートは、M'がアルカリ金属である一般
化学式M'Al(OPri)4を持ち、アルカリ土類金属−アルミ
ニウム異種金属アルコラートは、M"がアルカリ土類金属
である一般化学式M"[Al(OPri)4]2を持つ。これらの異種
金属アルコラートは、以下の様に特徴付けることも出来
る。アルカリ金属−アルミニウム異種金属アルコラート
は、［bis（２−プロパノラート）アルミニウム−bis
（−μ−プロパノラート）］−アルカリ金属である。反
応混合物から孤立している場合には、これらのアルコラ
ートは、例えば[(PriOH)2K(m-OPri)2Al(m-OPri)2]nであ
る付随する溶剤分子を持つ固体重合体である。アルカリ
土類−アルミニウム異種金属アルコラートは、bis（bis
（２−プロパノラート）アルミニウム）−テトラキス−
（−μ−プロパノラート）］−アルカリ土類である。ア
ルカリ金属は、リチウム（Li）、ナトリウム（Na）、カ
リウム（K）、ルビジウム（Rb）及びセシウム（Cs）の
様な金属を含むと解釈される。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）及びバリウム（Ba）の様な金属を含むと解釈され
る。本明細書より当業者には明らかである様に、その様
な異種金属アルコラートを一つより多く用いることが可
能であろう。つまり、例えば、リチウム−アルミニウム
及びナトリウム−アルミニウム・アルコラートの両方で
ある様な、例えばアルカリ金属−アルミニウム異種金属
アルコラートを用いることが出来るであろうし、追加に
又は代わりに、バリウム−アルミニウム・アルコラート
の様なアルカリ土類異種金属アルコラートを用いること
も出来るであろう。
【００１９】ランタニド−アルミニウム異種金属アルコ
ラートは選択的な成分であるが、Lnがランタニドである
一般化学式Ln[Al(OPri)4]3で表される。代わりに、それ
は、tris（bis（２−プロパノラート）アルミニウム）
−ヘキサキス−（μ−（２−プロパノラート））ランタ
ニド、であるものが考慮される。ランタニドは、ランタ
ン（La）及びセリウム（Ce）の様な周期律表のランタニ
ド列の元素を含むものと解される。
【００２０】好ましいことに、ゾルゲル処理された発明
の材料において、例えば遷移金属である金属がアルミナ
・マトリックスに均一に分散するのが、判る。金属は、
金属−酸素−アルミニウム又は金属−水酸化物−アルミ
ニウムの様な架橋によりアルミナへ化学的に架橋されて
いる。また、異種金属アルコラートからのこれら発明の
材料は、アルミニウム酸化物、遷移金属酸化物又はそれ
らの前駆体、例えば硝酸塩、塩化物などの様な酸化物の
混合物から通常調製される材料よりも大きい表面積を持
つ。この増加した表面積は、例えば、材料が触媒反応に
用いられる場合に、優れている。より具体的には、異種
金属アルコラートの使用による所望のNOx吸収の格別な
効果は、アルミナ・マトリックス中での遷移金属及び例
えばアルカリ土類金属の分子分散の結果であると、発明
者により信じられている。その様な分散は更に、ゾルゲ
ル処理された材料の熱的安定性を、単金属アルコラート
の混合物から準備されたものと比較して向上する。この
効果も重要である。というのは、比較的高温でのSOxパ
ージ中に酸化物の品質が実質的に維持される。
【００２１】その実施例において、製品の金属−アルミ
ナ材料は、上述の特定の異種金属アルコラートを含む水
及びアルコラートを反応させることにより、作られる。
その手法は、参照することで引用される米国特許5,403,
807号に詳細に述べられている。更なる議論は、ここで
参照により言及される上述の米国特許出願09/184,146号
において、なされている。その様な手法を用いて、例え
ば、本発明によるコバルト−バリウム−アルミニウム酸
化物材料が、化学式Co[Al(OiPr)4]2により表されるコバ
ルト異種金属アルコラート［bis（bis（２−プロパノラ
ート）−アルミニウム−テトラキス（μ−（２−プロパ
ノラート）コバルトを含む、アルコラートから作ること
が出来る。最終製品中での遷移金属酸化物のアルミニウ
ム酸化物への比率は、アルミニウム・アルコラート又は
遷移金属アルコラート（単金属アルコラート）の一つ又
はそれ以上の量を異種金属アルコラートに対して変える
工程を含めることにより、変化させることが出来る。そ
れで、例えばコバルトのアルミニウムに対する比率は、
上記例に従い、Al(OPri)3をCo[Al(OiPr)4]2と混合する
ことにより、変化させられる。もし望めば、例えば、ア
ルカリ土類、アルカリ金属又はランタニド金属アルコラ
ートである別の金属の単金属アルコラートを含めても良
い。
【００２２】ゾルゲル技術は広く知られ、最も一般的な
ものは、可加水分解アルコキシ基を持つアルコラートと
水を反応させる工程を、有する。発明の材料を調製する
ため、その様な技術のいかなるものでも用いることが出
来る。本発明による材料を調製する好ましいゾルゲル法
は、例において以下に詳細に述べられる。本発明の範囲
内で考慮される更に別のものは、本明細書の内容から当
業者には明らかであろう。
【００２３】例えば、本発明の金属−アルミナ材料の一
実施例において、アルコラート及び水のイソプロパノー
ルとの反応混合物が形成され、その反応混合物は高温に
維持され、イソパノール及び水は反応混合物から取り除
かれ、そして、結果として生じるキセロゲルが収集され
る。本明細書の内容から当業者には明らかである様に、
ここに開示されたNOxトラップに有用な遷移金属−アル
ミニウム酸化物材料を得ながら、ゾルゲル処理の工程を
修正することが可能である。
【００２４】本発明の金属−アルミニウム酸化物材料
は、酸化物特性を安定化するかそうでなければ向上させ
るために、少量の他の物質を含んでも良い。昇温状態で
用いられるべきアルミニウム酸化物材料に含まれるのが
一般的である珪素の様な安定化材料も、ここでは有用で
あろう。含まれる場合には、それらは、加水分解中に珪
素ゾルに異種金属アルコラート混合物を水と共に混合す
ることにより、製品酸化物の合計重量に基き約10 wt. %
までの量、含まれることになろう。
【００２５】NOxトラップ用途に対し、上述の様に焼結
に付随する問題を回避するために、材料は貴金属を実質
的に持たないと期待される。しかしながら、他の用途に
おいて、その材料は更に、処理中のゾルゲル材料と共に
含められるか又はそれが形成された後で酸化物材料上に
含浸される、貴金属を含んでも良い。その様な手法は、
この分野で周知であり、例えば、ここで参照して引用さ
れる特許及び特許出願中に開示されている。貴金属は、
白金、パラジウム又はロジウム又はそれらのいずれかの
混合物となることがある。例えば、白金を担持するため
に、例えばヘキサクロロ白金酸溶液に酸化物材料が接触
され得る、発端湿り法を用いても良い。含浸された製品
は、乾燥され、通常は使用前に焼成される。代わりに、
白金は、ゾル中に、例えば白金２ヘキサノン酸エチルと
して、含められることがあり得る。この場合に、白金は
金属酸化物上に単に担持されるのではなく、金属酸化物
内に組込まれることになる。
【００２６】ある観点において、貴金属を含めることが
望ましい場合には、それは、アルミナ基金属酸化物の合
計重量に基き少なくとも0.1 wt. %の量、アルミナ基金
属酸化物中に含められることになろう。貴金属は、酸化
物の重量に基き0.1から5 wt. %の量用いられるのが好ま
しく、約1から2 wt. %含められればより好ましい。しか
しながら、白金が好ましい貴金属であるが、白金が含ま
れる場合には、ロジウムの様な他の貴金属が比較的少量
加えられるのが好ましく、担体の重量に基き1〜5wt. %
のロジウムであるのが理想的である。高温での増加した
変換効率故に、NOx変換ウインドウの拡大をもたらすの
で、ロジウムが含められるので望ましい。
【００２７】触媒担体として又は、排気システム中のNO
x吸収材料としてのいくつかの種類があるであろう利用
のために、この材料の被膜が、コーデュライト、ムライ
トなどの様な高温で安定な電気絶縁性の材料の基体（機
械的担体）に、担持されることになる。機械的担体は、
モノリスのマグネシウム・アルミニウム・シリケート構
造（つまりコーデュライト）から構成されるのが好まし
いが、その構成は、本発明の吸収材又は触媒に対して、
重要なことではない。モノリス構造の表面積は、N2吸着
での計測で、50〜100m2/lであるのが好ましい。セル密
度は、圧力効果限界に合致させて最大化されるべきで、
構造の断面積の1 cm2あたり31から124セルの範囲にある
のが好ましい。基体は、適切な構成であればいかなるも
のでもよく、しばしば用いられるのは、モノリス・ハニ
カム構造、紡糸、コルゲート・フォイルや多層材などで
ある。本発明において有用であり、排気システム中で適
したものである更に他の材料及び構成は、本明細書の内
容より、当業者には自明であろう。本発明に有用で、排
気システム中に適した更に他の材料及び構成は、本明細
書の内容から当業者には明らかであろう。一般的に、こ
の酸化物材料は、そのスラリーを調製しそして基体上に
それをウォッシュコートすることにより、与えられる。
本発明の材料を使用する更に別の方法は、本明細書より
当業者には明らかであろうが、その方法は本発明に対し
て重要ではない。一般的に、排気中での使用のために、
このウォッシュコートは、酸化物材料を焼成するため
に、昇温状態へ晒される。基体が最終の酸化物材料のウ
ォッシュコートを、基体（例えばモノリス）の重量に基
き約25%から40%の量担持するのが、理想的である。
【００２８】現実の使用において、NOxトラップ中に吸
収された窒素酸化物の量は監視されることになろう。こ
れは、例えば、トラップに入りそして出て行く排気中の
窒素酸化物の濃度を監視し濃度の増加（窒素酸化物の通
り抜け）を観察することによるか、エンジンのトルク／
負荷の計測値の様な予測手段を用いることにより、なす
ことが出来る。トラップ中に吸収される窒素酸化物の量
及び、結果としてのトラップ材料の吸収能力を求める更
に別の方法は、当業者には明らかであろう。
【００２９】例えば、トラップが吸収NOxの所定の最適
充満状態に到達したと判断された時である、吸収された
窒素酸化物及び硫酸塩のトラップをパージすることが望
ましい場合には、その空燃比が理論値又は好ましくは理
論値よりもリッチである排気を通すことにより、トラッ
プが窒素酸化物パージの対象とされる。これは、例えば
ガソリン・エンジンであるエンジンを、リッチ空燃比作
動モードへ切り替えることによるか又は、例えば補助燃
料又は他の炭化水素を供給することにより、例えばトラ
ップへ入るガスにおける炭化水素の濃度を増大すること
により、なされ得る。パージのために、トラップ中の排
気の空燃比を増大させる更に別の方法は、本明細書の内
容から当業者には自明であろう。トラップが窒素酸化物
について、部分的にか完全にかのいずれかで、パージさ
れた後で、トラップが排気から窒素酸化物を吸収するこ
とになるリーン・エンジン作動の対象とされることが再
び期待される。それで、吸収／パージの周期が繰返され
ることになる。ここで論じられている様に、本発明の使
用は、性能の低下無しに高温でのリッチ周期で再生され
得るNOxトラップにつながる。
【００３０】本発明の排気処理システムは、例えばパラ
ジウムなどを含む一般的な三元触媒、又は、銀、銅など
の遷移金属を含むものの様なリーンバーン触媒を用いる
触媒コンバーターとしての、もう一つの触媒装置を含む
ことがある。例えば、三元触媒である、これらの触媒
は、NOxトラップの上流に、それでエンジンにより近接
して配置されることが可能である。その様な構成におい
て、エンジンに好ましくは近接して取付けられる三元触
媒が迅速に昇温し、効率的なエンジン冷間始動制御をも
たらす。NOxトラップは、低目の排気温度が最大のNOxト
ラップ効率を可能とする三元触媒の下流に配置されるこ
とになろう。また、三元触媒下流の離れた位置にNOxト
ラップを配置することにより、それを損傷する可能性の
ある非常に高い排気温度から守られることになる。
【００３１】上述の様に、エンジンにより近い三元触媒
を用いるリーンバーン・エンジン作動中に、NOxがエン
ジンにより近付いて配置された三元触媒を通り抜ける時
に、NOxがトラップに吸蔵される。NOxトラップは、短期
間のわずかにリッチなエンジン作動により、再生され
る。それで、吸蔵されたNOxは、トラップ材料から放出
（パージ）され、トラップ中の貴金属上で、過剰な炭化
水素及び排気中に存在するCO及びH2の様な他の還元種に
より触媒作用的に還元される。一般的に、放出されたNO
xはN2及びO2へ効率的に変換される。しかしながら、こ
の点に関し更に役立てるために、NOxトラップ下流の第
２三元触媒を配置することを望ましいことがあり得る。
上述の様に、本発明のNOxトラップは、空燃比のリーン
バーン部分が19〜27、ディーゼルについてはそれより高
い、ガソリン・エンジン又はディーゼル・エンジンに用
いられるべきである。
【００３２】例１ イソプロパノール中のCo[Al(OiPr)4]2溶液（10%溶液で
4.49ml）がイソプロパノール（50 ml）中のBa[Al(OiPr)
4]2（1.24 g） 及び Al(OiPr)3 （4.38 g）の溶液に加
えられる。生じた透明溶液が、80℃で水（80 ml）に加
えられる。ゲルがすぐに形成し、それは、水分を蒸発さ
せることにより乾燥される。そして形成されたキセロゲ
ルは、揮発分を除去するために、600℃で熱分解され
る。粉末のBET表面積は202 m2/gであり、BJH脱離孔径は
3.9 nmである。図１は、コバルト酸化物／BaO.6Al2O3材
料のX線粉末解析を示す。図１より、材料がアルミナの
ために、弱いピークしか示さないことが、判る。図２
は、Co/BaO.6Al2O3材料のNOxトラップ効率を示してい
る。
【００３３】例２ イソプロパノール中のFe[Al(OiPr)4]3溶液（10%溶液6.4
8 ml）が、Ba[Al(OiPr)4]2（1.24 g）及びAl(OiPr)
3（4.38 g）の溶液に加えられる。生じた透明溶液が、8
0℃で水（80 ml）に加えられる。ゲルがすぐに形成し、
それは、水分を蒸発させることにより乾燥される。そし
て形成されたキセロゲルは、揮発分を除去するために、
600℃で熱分解される。
【００３４】例３ イソプロパノール中のNi[Al(OiPr)4]2溶液が、イソプロ
パノール（50 ml）中のBa[Al(OiPr)4]2（1.24 g）及びA
l(OiPr)3 （4.38 g）の溶液に加えられる。生じた透明
溶液は、80℃で水（80 ml）に加えられる。ゲルがすぐ
に形成し、それは、水分を蒸発させることにより乾燥さ
れる。そして形成されたキセロゲルは、揮発分を除去す
るために、600℃で熱分解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】600℃での焼成後の、例１の発明の実施例の材
料のコバルト酸化物−BaO.6Al2O3のX線解析である。
【図２】温度の関数としての、例１の材料のNOxトラッ
プ効率のグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】(a) Mが遷移金属でありnがMの原子価であ
    る一般化学式MAl(OPri)nを持つ遷移金属−アルミニウム
    異種金属アルコラート、(b) (i) M'がアルカリ金属であ
    る一般化学式M'Al(OPri)4を持つアルカリ金属−アルミ
    ニウム異種金属アルコラート及び、(ii) M"がアルカリ
    土類金属である一般化学式M"[Al(OPri)4]2を持つアルカ
    リ土類金属−アルミニウム異種金属アルコラート、の少
    なくとも一つ及び、選択的に(c) Lnがランタニドである
    一般化学式Ln[Al(OPri)4]3を持つランタニド−アルミニ
    ウム異種金属アルコラート、を有する異種金属アルコラ
    ートを含むアルコラートよりゾルゲル法により調製され
    る、酸化性排気中のNOx吸収に有用なアルミナ基酸化物
    材料。
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