JP2013528119A - 改善された炭化水素変換活性をもつNOx貯蔵触媒 - Google Patents
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Abstract
基材と、
該基材上に設けられた酸化窒素貯蔵材料を含む第一の薄膜層と、
第一の薄膜層の上に設けられた炭化水素トラップ材料を含む第二の薄膜層とを含み、
該炭化水素トラップ材料が選択的接触還元を触媒可能な状態の元素または化合物を実質的に含まず、好ましくは該炭化水素トラップ材料が、酸化窒素をN2に還元する反応を触媒可能な状態の元素または化合物を実質的に含まず、
該触媒が、さらに第二の薄膜層中及び/又は第一の薄膜層と第二の薄膜層の間に設けられた薄膜層中に含まれ手いる酸化窒素変換材料を含む酸化窒素貯蔵触媒に関する。
Description
基材と;
該基材上に設けられた、酸化窒素貯蔵材料を含む第一の薄膜層(ウォッシュコート層)と;第一の薄膜層上に設けられた、炭化水素トラップ材料を含む第二の薄膜層からなる酸化窒素貯蔵触媒であって、
該炭化水素トラップ材料が、実質的に選択的接触還元を触媒可能な状態の元素または化合物を含まず、好ましくは、該炭化水素トラップ材料が、実質的に、酸化窒素をN2に還元する反応を触媒可能な状態の元素または化合物を含まず、上記触媒が、さらに第二の薄膜層中に及び/又は第一の薄膜層と第二の薄膜層の間に設けられた薄膜層中に酸化窒素変換材料を含む酸化窒素貯蔵触媒に関する。
さらに好ましくはこの金属酸化物支持体粒子の少なくとも一部がアルミナ及び/又はセリアを含む。
燃焼エンジン、好ましくはディーゼルエンジンまたは希薄燃焼ガソリンエンジン、より好ましくはディーゼルエンジンと、
このエンジンに直結した排ガス導管と、
この排気ガス導管内に設けられる本発明の酸化窒素貯蔵触媒とからなるシステムに関する。
(i)本発明の酸化窒素貯蔵触媒を設け、
(ii)自動車エンジン排ガス流れをこの酸化窒素貯蔵触媒の上及び/又は中を通す方法に関する。
ハニカムフロースルーモノリス基材(5.66in×5.66in×3in;1.2L;400cpsi/6mil)の上に、2.4g/in3の、10重量%のセリアと20重量%の酸化バリウムを含む活性アルミナと0.2g/in3のCe(硝酸セリウムとして)、0.5g/in3のBa(酸化バリウムとして)、0.1g/in3のZr(酸化ジルコニウムとして)を含む第一の薄膜層薄膜を設けた。なお、この層はさらに29g/ft3のPtと6g/ft3のPdを含んでいた。
この第一層の上に0.25g/in3のAl2O3と0.75g/in3のセリアを含む第二の薄膜層を設けた。この層はさらに、負荷量が75g/ft3のPtと6g/ft3のRhを含んでいた。
体積が73.17in3(1.2L)で、セル密度が400セル/平方インチ、壁厚が約100μmのハニカムフロースルーモノリス基材上に、この積層したNOxトラップ触媒を設けた。
体積が73.17in3(1.2L)で、セル密度が400セル/平方インチで、壁厚が約100μmであるハニカムフロースルーモノリス基材上に、この積層NOxトラップ触媒を設けた。
体積が73.17in3(1.2L)で、セル密度が400セル/平方インチ、壁厚が約100μmのハニカムフロースルーモノリス基材を、この積層したNOxトラップ触媒の上に設けた。
体積が73.17in3(1.2L)で、セル密度が400セル/平方インチ、壁厚が約100μmのハニカムフロースルーモノリス基材上に、この積層したNOxトラップ触媒を設けた。
体積が73.17in3(1.2L)で、セル密度が400セル/平方インチ、壁厚が約100μmのハニカムフロースルーモノリス基材上に、この積層したNOxトラップ触媒を設けた。
触媒は全て、10%の水蒸気と10%の酸素を用いて水熱条件下でオーブン養生させた。養生は750℃で5時間行った。養生の後、触媒は、ダイナミックエンジンベンチ上でMVEG運転試験サイクル(冷間始動)条件下でOM646エンジンに繋げた臨時試験セルを用いて試験した。
Claims (19)
- 基材と、
該基材上に設けられた酸化窒素貯蔵材料を含む第一の薄膜層と、
第一の薄膜層の上に設けられた炭化水素トラップ材料を含む第二の薄膜層とを含み、
該炭化水素トラップ材料が選択的接触還元を触媒可能な状態の元素または化合物を実質的に含まず、好ましくは該炭化水素トラップ材料が、酸化窒素をN2に還元する反応を触媒可能な状態の元素または化合物を実質的に含まず、
該触媒が、さらに第二の薄膜層中及び/又は第一の薄膜層と第二の薄膜層の間に設けられた薄膜層中に含まれている酸化窒素変換材料を含む酸化窒素貯蔵触媒。 - 上記第一の薄膜層がさらに酸素貯蔵成分を含み、該酸素貯蔵成分が、好ましくはジルコニア、セリア、バリア、ランタナ、プラセオジミア、ネオジミア、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、より好ましくは該酸素貯蔵成分がセリア及び/又はジルコニアを含み、さらに好ましくは該酸素貯蔵成分がセリアを含む請求項1に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記第一の薄膜層がさらに、少なくとも一種の白金族金属、好ましくはPt及び/又はPdを含む請求項1または2に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記第一の薄膜層がさらに金属酸化物支持体粒子を含み、好ましくは少なくとも一部の金属酸化物支持体粒子が上記の少なくとも一種の白金族金属の少なくとも一部を担持し、好ましくは金属酸化物支持体粒子の少なくとも一部が、アルミナ、チタニア、チタニア−アルミナ、ジルコニア、ジルコニア−アルミナ、バリア−アルミナ、セリア、セリア−アルミナ、バリア−セリア−アルミナ、ランタナ−アルミナ、ランタナ−ジルコニア−アルミナ、チタニア−ジルコニア、およびこれらの混合物なる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、より好ましくはセリアとバリア−アルミナ、セリア−アルミナ、バリア−セリア−アルミナ、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、さらに好ましくは少なくとも一部の金属酸化物支持体粒子がセリア及び/又はバリア−セリア−アルミナを含む請求項3に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記酸化窒素貯蔵材料が、アルカリ金属化合物とアルカリ土類金属化合物、希土類金属化合物、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属化合物を含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記酸化窒素貯蔵材料が、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Pr、Nd、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を、好ましくはMg、Ba、Ceの金属酸化物およびこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、より好ましくは上記酸化窒素貯蔵材料がマグネシア及び/又はバリアを含む請求項5に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記酸化窒素変換材料が酸素貯蔵成分を含み、該酸素貯蔵成分が、好ましくは、ジルコニア、セリア、バリア、ランタナ、プラセオジミア、ネオジミア、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、上記酸素貯蔵成分が好ましくはセリア及び/又はジルコニアを含み、より好ましくは上記酸素貯蔵成分がセリアを含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記酸化窒素変換材料が少なくとも一種の白金族金属を含み、該少なくとも一種の白金族金属が好ましくは、Pt、Pd、Rh、およびこれらの混合物からなる群から、より好ましくはPt及び/又はRhから選ばれる請求項1〜7のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記酸化窒素変換材料がさらに金属酸化物支持体粒子を含み、該金属酸化物支持体粒子の好ましくは少なくとも一部が上記少なくとも一種の白金族金属の少なくとも一部を担持し、より好ましくは該金属酸化物支持体粒子の少なくとも一部が、アルミナ、チタニア、チタニア−アルミナ、ジルコニア、ジルコニア−アルミナ、バリア−アルミナ、セリア、セリア−アルミナ、バリア−セリア−アルミナ、ランタナ−アルミナ、ランタナ−ジルコニア−アルミナ、チタニア−ジルコニア、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を、より好ましくはアルミナとセリア、セリア−アルミナ、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含み、さらに好ましくは該金属酸化物支持体粒子の少なくとも一部がアルミナ及び/又はセリアを含む請求項8に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記の酸化窒素変換材料中で、RhがPt及び/又はPd以外の金属酸化物支持体粒子上に担持され、好ましくはRhがセリア及び/又はセリア−アルミナを含む金属酸化物粒子に、より好ましくはセリアを含む金属酸化物粒子上に担持される請求項9に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- PtとPdが同一の金属酸化物支持体粒子上に担持され、上記金属酸化物粒子が好ましくはアルミナ、より好ましくはガンマ−アルミナを含む請求項10に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記の一つ以上の酸化窒素変換材料を含む薄膜層が実質的にMgとBaを含まない、好ましくはMg、Ca、Sr、Ba、及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる元素を含まない、さらに好ましくは実質的にアルカリ土類金属を含まない請求項1〜11のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記炭化水素トラップ材料がゼオライトを含み、該ゼオライトが好ましくはファージャサイト、チャバザイト、クリノプチロライト、モルデナイト、シリカライト、ゼオライトX、ゼオライトY、超安定ゼオライトY、ZSM−5ゼオライト、ZSM−12ゼオライト、SSZ−3ゼオライト、SAPO5ゼオライト、オフレタイト、ベータゼオライト、およびこれらの混合物からなる群から選ばれ、より好ましくは上記炭化水素トラップ材料がベータゼオライトを、さらに好ましくはH−ベータゼオライトを含む請求項1〜12のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記炭化水素トラップ材料がさらにPt及び/又はPd、好ましくはPtを含む請求項1〜13のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記炭化水素トラップ材料が、実質的にCu、Co、Mn、Ag、In、lr、及び/又はRhを含まず、さらに好ましくは実質的にCuとCo、Fe、Mn、Ag、In、lr、及び/又はRhを含まない請求項1〜14のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 上記基材がモノリス、好ましくはフロースルーモノリス、より好ましくはハニカム構造をもつフロースルーモノリスである請求項1〜15のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒。
- 燃焼エンジン、好ましくはディーゼルエンジンまたは希薄燃焼ガソリンエンジン、より好ましくはディーゼルエンジンと、
該エンジンに流体連通している排ガス導管と、
排ガス導管内に設けられた請求項1〜16のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒とからなる自動車排ガス流の処理システム。 - 自動車エンジン排ガスの処理方法であって、
(i)請求項1〜16のいずれか一項に記載の酸化窒素貯蔵触媒を提供し、
(ii)自動車エンジン排ガス流を該酸化窒素貯蔵触媒の上及び/又は中に通す方法。 - 上記自動車エンジン排ガス流が、希薄燃焼エンジンからのものであり、好ましくはディーゼルエンジンまたは希薄燃焼ガソリンエンジンから、より好ましくはディーゼルエンジンからのものである請求項18に記載の方法。
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