JP2017521241A - Molecular sieve catalyst composition, catalyst composite, system, and method - Google Patents

Molecular sieve catalyst composition, catalyst composite, system, and method Download PDF

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Abstract

ケイ素原子とアルミニウム原子のゼオライト骨格材料を含み、ここで、前記ケイ素原子の一部分が4価の金属で同形置換されている選択的接触還元触媒が記載される。前記触媒は、それがアンモニアと窒素酸化物の反応を効果的に促進して150℃〜650℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とH2Oを形成させるように助触媒金属を含んでいてよい。別の態様では、SCR触媒材料と、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料とを含む選択的接触還元複合体が記載される。前記SCR触媒材料は、アンモニアと窒素酸化物の反応を効果的に促進して150℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とH2Oを形成させ、かつ前記SCR触媒材料は、400℃以上の温度でアンモニアを貯蔵するのに有効である。窒素酸化物を選択的に還元する方法、及び窒素酸化物の選択的な還元とアンモニアの貯蔵とを同時に行う方法も記載される。さらに、排気ガス処理システムも記載される。A selective catalytic reduction catalyst is described comprising a zeolite framework material of silicon and aluminum atoms, wherein a portion of said silicon atoms are isomorphously substituted with a tetravalent metal. The catalyst may include a promoter metal so that it effectively promotes the reaction of ammonia and nitrogen oxides to selectively form nitrogen and H2O over a temperature range of 150C to 650C. In another aspect, a selective catalytic reduction complex is described that includes an SCR catalyst material and an ammonia storage material comprising a transition metal having an oxidation number IV. The SCR catalyst material effectively promotes the reaction between ammonia and nitrogen oxides to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 150 ° C. to 600 ° C., and the SCR catalyst material has a temperature of 400 ° C. or higher. Effective for storing ammonia at temperature. A method of selectively reducing nitrogen oxides and a method of simultaneously performing selective reduction of nitrogen oxides and storage of ammonia are also described. Further, an exhaust gas treatment system is also described.

Description

本発明は、一般的に、選択的接触還元材料、選択的接触還元複合体の分野、及び選択的に窒素酸化物を還元する方法に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、モレキュラーシーブの結晶の凝集体(agglomeration)を包含する球状粒子を含むSCR触媒材料に関する。   The present invention relates generally to the field of selective catalytic reduction materials, selective catalytic reduction complexes, and methods for selectively reducing nitrogen oxides. More specifically, embodiments of the present invention relate to an SCR catalyst material comprising spherical particles that include agglomeration of molecular sieve crystals.

窒素酸化物(NO)の有害成分は、時間とともに大気汚染を引き起こしている。NOは、内燃機関エンジン(例えば自動車及びトラック)、燃焼設備(例えば、天然ガス、石油又は石炭で加熱される発電所)並びに硝酸製造プラントなどからの排気ガスに含まれる。 The harmful components of nitrogen oxides (NO x ) cause air pollution over time. NO x is contained in exhaust gases from internal combustion engine (eg, automobiles and trucks), combustion equipment (eg, power plants heated by natural gas, oil or coal) and nitric acid production plants.

NO含有ガス混合物の処理には様々な方法が用いられてきた。1つのタイプの処理に含まれるのが窒素酸化物の接触還元である。(1)一酸化炭素、水素又は低級炭化水素を還元剤として用いる非選択的還元プロセスと、(2)アンモニア又はアンモニア前駆体を還元剤として用いる選択的還元プロセスとの2つのプロセスがある。選択的還元プロセスでは、少量の還元剤を用いて窒素酸化物の高度な除去を達成することができる。 Various methods have been used for the treatment of NO x containing gas mixtures. One type of treatment involves the catalytic reduction of nitrogen oxides. There are two processes: (1) a non-selective reduction process using carbon monoxide, hydrogen or lower hydrocarbon as a reducing agent, and (2) a selective reduction process using ammonia or an ammonia precursor as a reducing agent. In the selective reduction process, a high removal of nitrogen oxides can be achieved with a small amount of reducing agent.

選択的還元プロセスは、SCRプロセス(選択的接触還元)と呼ばれる。このSCRプロセスで用いられるのは、大気中酸素の存在下でのアンモニアによる窒素酸化物の接触還元であって、主に窒素及びスチームの形成を伴う:
4NO+4NH+O→4N+6HO(標準SCR反応)
2NO+4NH→3N+6HO(低速SCR反応)
NO+NO+NH→2N+3HO(高速SCR反応)
The selective reduction process is called the SCR process (selective catalytic reduction). Used in this SCR process is the catalytic reduction of nitrogen oxides with ammonia in the presence of atmospheric oxygen, mainly involving the formation of nitrogen and steam:
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (standard SCR reaction)
2NO 2 + 4NH 3 → 3N 2 + 6H 2 O (slow SCR reaction)
NO + NO 2 + NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O (fast SCR reaction)

SCRプロセスで用いられる触媒は、理想的には、水熱条件下で、例えば200℃〜600℃又はそれ以上の広い使用温度条件にわたって良好な触媒活性を保持することができなければならない。実際に、水熱条件は、スートフィルター、すなわち、粒子の除去に使用される排気ガス処理システムのコンポーネントの再生中などにしばしば発生する。   The catalyst used in the SCR process should ideally be able to maintain good catalytic activity under hydrothermal conditions, for example over a wide use temperature condition of 200 ° C. to 600 ° C. or higher. In fact, hydrothermal conditions often occur, such as during regeneration of soot filters, ie, components of exhaust gas treatment systems used for particle removal.

ゼオライトなどのモレキュラーシーブは、酸素の存在下でのアンモニア、尿素又は炭化水素などの還元剤による窒素酸化物の選択的接触還元(SCR)に使用されてきた。ゼオライトは、相当に均一な細孔径を有する結晶性材料であって、この細孔の大きさの範囲は、ゼオライトの種類並びにゼオライト格子中に含まれるカチオンの種類及び量に応じて、直径約3〜10オングストロームである。8環細孔開口部及び二重六環二次構造ユニットを有するゼオライト、特にケージ様構造を有するゼオライトは、近年SCR触媒としての使用に関心が見いだされている。これらの特性を有する特定の種類のゼオライトはチャバサイト(CHA)であり、これは、その3次元多孔性によってアクセス可能な8員環細孔開口部(〜3.8オングストローム)を有する小孔ゼオライトである。ケージ様構造が、4つの環によって二重六環構造ユニットが連結されることで生じる。   Molecular sieves such as zeolites have been used for selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxides with reducing agents such as ammonia, urea or hydrocarbons in the presence of oxygen. Zeolite is a crystalline material with a fairly uniform pore size, the pore size range being about 3 mm in diameter, depending on the type of zeolite and the type and amount of cations contained in the zeolite lattice. -10 angstroms. Zeolite having an 8-ring pore opening and a double hexacyclic secondary structure unit, particularly a zeolite having a cage-like structure, has recently found interest for use as an SCR catalyst. A specific type of zeolite with these properties is chabasite (CHA), which is a small pore zeolite with an 8-membered ring pore opening (~ 3.8 angstroms) accessible by its three-dimensional porosity. It is. A cage-like structure results from the connection of double hexacyclic structural units by four rings.

金属で促進されたゼオライト触媒、例えば、なかでも鉄で促進されたゼオライト触媒及び銅で促進されたゼオライト触媒が、アンモニアによる窒素酸化物の選択的接触還元用に知られている。鉄で促進されたゼオライトベータが、アンモニアによる窒素酸化物の選択的還元のための有効な商業触媒であった。残念なことに、例えば局所的に700℃を超える温度でのスートフィルターの再生中に示される過酷な水熱条件下では、金属で促進された多くのゼオライトの活性が低下し始めることがわかった。この低下は、ゼオライトの脱アルミニウム化ひいてはゼオライト内での金属含有活性中心の結果的な損失にしばしば起因する。   Metal-promoted zeolite catalysts, such as iron-promoted zeolite catalysts and copper-promoted zeolite catalysts, are known for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides with ammonia. Iron-promoted zeolite beta was an effective commercial catalyst for the selective reduction of nitrogen oxides with ammonia. Unfortunately, it has been found that under the severe hydrothermal conditions shown during regeneration of soot filters, for example locally above 700 ° C., the activity of many metal-promoted zeolites begins to decline. . This reduction is often attributed to the dealumination of the zeolite and thus the resulting loss of metal-containing active centers within the zeolite.

CHA構造型を有する、金属で促進された、特に銅で促進されたアルミノシリケートゼオライトは、近年、含窒素還元剤を用いたリーンバーンエンジンにおける窒素酸化物のSCR用触媒として高い関心を集めている。それというのも、米国特許第7,601,662号明細書(United States Patent Number 7,601,662)に記載されているように、これらの材料は、優れた水熱耐久性といっしょに広い温度窓を有しているからである。米国特許第7,601,662号明細書に記載されている金属で促進されたゼオライトが発見される前は、文献が示すに、金属で促進された多数のゼオライトが特許文献及び科学文献においてSCR触媒として使用するために提案されてきたが、提案された各々の材料には、以下の欠点の1つ又は両方があった:(1)低温、例えば350℃以下での窒素酸化物の不十分な変換;(2)SCRによる窒素酸化物の変換における触媒活性の著しい低下によってはっきりと示される不十分な水熱安定性。   Metal-promoted, especially copper-promoted aluminosilicate zeolites with the CHA structure type have recently received much interest as catalysts for SCR of nitrogen oxides in lean burn engines using nitrogen-containing reducing agents. . This is because, as described in US Pat. No. 7,601,662 (United States Patent Number 7,601,662), these materials have a wide temperature window with excellent hydrothermal durability. Because it is. Prior to the discovery of the metal-promoted zeolites described in US Pat. No. 7,601,662, the literature shows that a number of metal-promoted zeolites have been identified in the patent and scientific literature as SCR. Although proposed for use as a catalyst, each proposed material had one or both of the following disadvantages: (1) Insufficient nitrogen oxides at low temperatures, eg, 350 ° C. and below (2) Insufficient hydrothermal stability clearly indicated by a significant reduction in catalytic activity in the conversion of nitrogen oxides by SCR.

したがって、米国特許第7,601,662号明細書に記載される発明は、低温での窒素酸化物の変換及び650℃を超える温度での水熱劣化後のSCR触媒活性の保持を提供する材料を提供するという切迫した未解決の課題を設定していた。   Thus, the invention described in US Pat. No. 7,601,662 is a material that provides nitrogen oxide conversion at low temperatures and retention of SCR catalytic activity after hydrothermal degradation at temperatures above 650 ° C. Set an urgent unresolved issue to provide.

現行の触媒が優れた特性を示すにもかかわらず、SCR反応中のNO生成量(make)を減少させる要望が絶えずある。それに応じて、現行の技術に比べて改善されたNO変換効率及びより低いNO生成量を伴うSCR触媒が必要とされている。 Despite the excellent properties of current catalysts, there is a constant desire to reduce the N 2 O production (make) during the SCR reaction. Accordingly, there is a need for an SCR catalyst with improved NO x conversion efficiency and lower N 2 O production compared to current technology.

要約
本発明の第1の態様は、選択的接触還元(SCR)材料に関する。第1の実施形態では、選択的接触還元材料は、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を含み、ここで、球状粒子は、約0.5〜約5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する。
Summary A first aspect of the invention relates to a selective catalytic reduction (SCR) material. In a first embodiment, the selective catalytic reduction material comprises spherical particles comprising aggregates of molecular sieve crystals, wherein the spherical particles have a median particle size in the range of about 0.5 to about 5 microns. Have

第2の実施形態では、第1の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブはd6rユニットを含む。   In the second embodiment, the SCR catalyst material of the first embodiment is modified, where the molecular sieve includes d6r units.

第3の実施形態では、第1及び第2の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WEN及びそれらの組合せからなる群から選択される構造型を有する。   In the third embodiment, the SCR catalyst material of the first and second embodiments is modified, wherein the molecular sieve is AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, Has a structural type selected from the group consisting of KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN and combinations thereof .

第4の実施形態では、第1から第3の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、ERI、KFI、LEV、SAS、SAT及びSAVから選択される構造型を有する。   In the fourth embodiment, the SCR catalyst material of the first to third embodiments is modified, where the molecular sieve is AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, ERI, KFI, LEV, SAS, SAT and It has a structural type selected from SAV.

第5の実施形態では、第1から第4の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、AEI、CHA及びAFXから選択される構造型を有する。   In the fifth embodiment, the SCR catalyst material of the first to fourth embodiments is modified, wherein the molecular sieve has a structural type selected from AEI, CHA and AFX.

第6の実施形態では、第1から第5の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、CHA構造型を有する。   In the sixth embodiment, the SCR catalyst material of the first to fifth embodiments is modified, wherein the molecular sieve has a CHA structural type.

第7の実施形態では、第1から第6の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、CHA構造型を有するモレキュラーシーブは、アルミノシリケートゼオライト、ボロシリケート、ガロシリケート、SAPO、AlPO、MeAPSO及びMeAPOから選択される。   In the seventh embodiment, the SCR catalyst material of the first to sixth embodiments is modified, wherein the molecular sieve having the CHA structure type is aluminosilicate zeolite, borosilicate, gallosilicate, SAPO, AlPO, MeAPSO. And MeAPO.

第8の実施形態では、第1から第7の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、CHA構造型を有するモレキュラーシーブは、SSZ−13、SSZ−62、天然チャバサイト、ゼオライトK−G、Linde D、Linde R、LZ−218、LZ−235、LZ−236、ZK−14、SAPO−34、SAPO−44、SAPO−47及びZYT−6からなる群から選択される。   In the eighth embodiment, the SCR catalyst material of the first to seventh embodiments is modified, wherein the molecular sieve having the CHA structure type is SSZ-13, SSZ-62, natural chabazite, zeolite K- Selected from the group consisting of G, Linde D, Linde R, LZ-218, LZ-235, LZ-236, ZK-14, SAPO-34, SAPO-44, SAPO-47 and ZYT-6.

第9の実施形態では、第1から第8の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、SSZ−13及びSSZ−62から選択される。   In the ninth embodiment, the SCR catalyst material of the first to eighth embodiments is modified, wherein the molecular sieve is selected from SSZ-13 and SSZ-62.

第10の実施形態では、第1から第9の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せから選択される金属で促進されている。   In the tenth embodiment, the SCR catalyst material of the first to ninth embodiments is modified, where the molecular sieve is Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag and their Promoted with a metal selected from a combination.

第11の実施形態では、第1から第10の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、Cu、Fe及びそれらの組合せから選択される金属で促進されている。   In the eleventh embodiment, the SCR catalyst material of the first to tenth embodiments is modified, wherein the molecular sieve is promoted with a metal selected from Cu, Fe, and combinations thereof.

第12の実施形態では、第1から第11の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、SCR触媒材料は、200℃〜600℃の温度で還元剤の存在下に窒素酸化物の選択的接触還元を触媒するのに有効である。   In the twelfth embodiment, the SCR catalyst material of the first to eleventh embodiments is modified, wherein the SCR catalyst material is selected from nitrogen oxides in the presence of a reducing agent at a temperature of 200 ° C. to 600 ° C. Effective in catalyzing catalytic catalytic reduction.

第13の実施形態では、第6の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、CHA構造型を有するモレキュラーシーブは、10〜100の範囲のシリカ/アルミナ比を有する。   In the thirteenth embodiment, the SCR catalyst material of the sixth embodiment is modified, wherein the molecular sieve having the CHA structure type has a silica / alumina ratio in the range of 10-100.

第14の実施形態では、第10及び第11の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、金属は、酸化物ベースで約0.1〜約10質量%の範囲の量で存在する。   In a fourteenth embodiment, the SCR catalyst material of the tenth and eleventh embodiments is modified, wherein the metal is present in an amount ranging from about 0.1 to about 10 weight percent on an oxide basis.

第15の実施形態では、第1から第14の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、球状粒子は、約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する。   In a fifteenth embodiment, the SCR catalyst material of the first to fourteenth embodiments is modified, wherein the spherical particles have a median particle size in the range of about 1.2 to about 3.5 microns.

第16の実施形態では、第1から第15の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、結晶は、約1〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   In the sixteenth embodiment, the SCR catalyst material of the first to fifteenth embodiments is modified, wherein the crystals have a crystal size in the range of about 1 to about 250 nm.

第17の実施形態では、第1から第16の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   In the seventeenth embodiment, the SCR catalyst material of the first to sixteenth embodiments is modified, wherein the crystals have a crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

第18の実施形態では、第1から第17の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、SCR触媒材料はウォッシュコートの形態をとる。   In an eighteenth embodiment, the SCR catalyst material of the first to seventeenth embodiments is modified, where the SCR catalyst material takes the form of a washcoat.

第19の実施形態では、第18の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、ウォッシュコートは、基材上に堆積された層である。   In the nineteenth embodiment, the SCR catalyst material of the eighteenth embodiment is modified, where the washcoat is a layer deposited on the substrate.

第20の実施形態では、第19の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、基材はフィルターを含む。   In the twentieth embodiment, the SCR catalyst material of the nineteenth embodiment is modified, wherein the substrate comprises a filter.

第21の実施形態では、第20の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、フィルターは、ウォールフロー型フィルターである。   In the twenty-first embodiment, the SCR catalyst material of the twentieth embodiment is modified, wherein the filter is a wall flow filter.

第22の実施形態では、第20の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、フィルターは、フロースルー型フィルターである。   In the twenty-second embodiment, the SCR catalyst material of the twentieth embodiment is modified, wherein the filter is a flow-through filter.

第23の実施形態では、第1から第22の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、球状粒子の少なくとも80%が、0.5〜2.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する。   In a twenty-third embodiment, the SCR catalyst material of the first to twenty-second embodiments is modified, wherein at least 80% of the spherical particles have a median particle size in the range of 0.5 to 2.5 microns. .

第24の実施形態では、第1から第23の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、ケイ素原子とアルミニウム原子のゼオライト骨格材料を含み、ここで、ケイ素原子の一部分は4価の金属で同形置換されている。   In the twenty-fourth embodiment, the SCR catalyst material of the first to twenty-third embodiments is modified, wherein the molecular sieve includes a zeolitic framework material of silicon atoms and aluminum atoms, wherein a portion of the silicon atoms is Isomorphic substitution with a tetravalent metal.

第25の実施形態では、第24の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せから選択される金属で促進されている。   In the twenty-fifth embodiment, the SCR catalyst material of the twenty-fourth embodiment is modified, wherein the molecular sieve is selected from Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag, and combinations thereof Be promoted with metal.

第26の実施形態では、第24及び第25の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、4価の金属は4価の遷移金属を含む。   In a twenty-sixth embodiment, the SCR catalyst material of the twenty-fourth and twenty-fifth embodiments is modified, wherein the tetravalent metal includes a tetravalent transition metal.

第27の実施形態では、第24から第26の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、4価の遷移金属は、Ti、Zr、Hf、Ge及びそれらの組合せからなる群から選択される。   In a twenty-seventh embodiment, the SCR catalyst material of the twenty-fourth to twenty-sixth embodiments is modified, wherein the tetravalent transition metal is selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, Ge, and combinations thereof. The

第28の実施形態では、第24から第27の実施形態のSCR触媒材料が改変され、ここで、4価の遷移金属はTiを含む。   In the twenty-eighth embodiment, the SCR catalyst material of the twenty-fourth to twenty-seventh embodiments is modified, wherein the tetravalent transition metal comprises Ti.

本発明の第2の態様は、窒素酸化物(NO)を選択的に還元する方法に関する。第29の実施形態では、窒素酸化物(NO)を選択的に還元する方法は、NOを含有する排気ガス流を、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を含むSCR触媒材料と接触させることを含み、ここで、球状粒子は、約0.5〜約5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する。他の実施形態では、窒素酸化物(NO)を選択的に還元する方法は、NOを含有する排気ガス流を、第1から第28の実施形態のSCR触媒材料と接触させることを含む。 A second aspect of the present invention relates to a method for selectively reducing nitrogen oxides (NO x ). In an embodiment of the 29, nitrogen oxides method of selectively reducing the (NO x) is an exhaust gas stream containing NO x, SCR catalytic material comprising spherical particles include aggregates of crystals of the molecular sieve Wherein the spherical particles have a median particle size in the range of about 0.5 to about 5 microns. In another embodiment, a method for selectively reducing nitrogen oxides (NO x ) includes contacting an exhaust gas stream containing NO x with the SCR catalyst material of the first to twenty-eighth embodiments. .

本発明の第3の態様は、NOを含有するリーンバーンエンジンからの排気ガスを処理するためのシステムに関する。第30の実施形態では、NOを含有するリーンバーンエンジンからの排気ガスを処理するためのシステムは、第1から第28の実施形態のSCR触媒材料と、少なくとも1つの他の排気ガス処理コンポーネントとを含む。 A third aspect of the present invention relates to a system for treating exhaust gases from lean-burn engines containing NO x. In a thirtieth embodiment, a system for treating exhaust gas from a lean burn engine containing NO x includes the SCR catalyst material of the first through twenty-eighth embodiments and at least one other exhaust gas treatment component. Including.

第31の実施形態は、ケイ素原子とアルミニウム原子のゼオライト骨格材料を含み、ここで、ケイ素原子の一部分が4価の金属で同形置換されており、かつ触媒がCu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せから選択される金属で促進されているSCR触媒に関する。   The thirty-first embodiment includes a zeolite framework material of silicon atoms and aluminum atoms, wherein a part of the silicon atoms is isomorphously substituted with a tetravalent metal, and the catalyst is Cu, Fe, Co, Ni, La Relates to a metal promoted SCR catalyst selected from Ce, Mn, V, Ag and combinations thereof.

第32の実施形態では、第31の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、4価の金属は4価の遷移金属を含む。   In a thirty-second embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first embodiment is modified, wherein the tetravalent metal includes a tetravalent transition metal.

第33の実施形態では、第31及び第32の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、4価の遷移金属は、Ti、Zr、Hf、Ge及びそれらの組合せからなる群から選択される。   In a thirty-third embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first and thirty-second embodiments is modified, wherein the tetravalent transition metal is selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, Ge, and combinations thereof. .

第34の実施形態では、第31から第33の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、4価の遷移金属はTiを含む。   In the thirty-fourth embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to thirty-third embodiments is modified, wherein the tetravalent transition metal includes Ti.

第35の実施形態では、第31から第34の実施形態のSCR触媒複合が改変され、ここで、シリカ/アルミナ比は、1〜300の範囲にある。   In a thirty-fifth embodiment, the SCR catalyst composite of the thirty-first to thirty-fourth embodiments is modified, wherein the silica / alumina ratio is in the range of 1-300.

第36の実施形態では、第31から第35の実施形態のSCR触媒複合が改変され、ここで、シリカ/アルミナ比は、1〜50の範囲にある。   In the thirty-sixth embodiment, the SCR catalyst composite of the thirty-first to thirty-fifth embodiments is modified, wherein the silica / alumina ratio is in the range of 1-50.

第37の実施形態では、第31から第36の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、4価の金属/アルミナ比は、0.0001〜1000の範囲にある。   In the thirty-seventh embodiment, the SCR catalyst composite of the thirty-first to thirty-sixth embodiments is modified, wherein the tetravalent metal / alumina ratio is in the range of 0.0001-1000.

第38の実施形態では、第31から第37の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、4価の金属/アルミナ比は、0.01〜10の範囲にある。   In the thirty-eighth embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to thirty-seventh embodiments is modified, wherein the tetravalent metal / alumina ratio is in the range of 0.01-10.

第39の実施形態では、第31から第38の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、4価の金属/アルミナ比は、0.01〜2の範囲にある。   In the thirty-ninth embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to thirty-eighth embodiments is modified, wherein the tetravalent metal / alumina ratio is in the range of 0.01-2.

第40の実施形態では、第31から第39の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、シリカ/4価の金属比は、1〜100の範囲にある。   In the 40th embodiment, the SCR catalyst of the 31st to 39th embodiments is modified, wherein the silica / 4 valent metal ratio is in the range of 1-100.

第41の実施形態では、第31から第40の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、シリカ/4価の金属比は、5〜20の範囲にある。   In the forty-first embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to forty-first embodiments is modified, wherein the silica / 4 valent metal ratio is in the range of 5-20.

第42の実施形態では、第31から第41の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、ゼオライト骨格材料は、12以下の環サイズを有する。   In a forty-second embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to forty-first embodiments is modified, wherein the zeolitic framework material has a ring size of 12 or less.

第43の実施形態では、第31から第42の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、ゼオライト骨格材料はd6rユニットを含む。   In a forty-third embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to forty-second embodiments is modified, wherein the zeolitic framework material includes d6r units.

第44の実施形態では、第31から第43の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、ゼオライト骨格材料は、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WEN及びそれらの組合せから選択される。   In the forty-fourth embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to forty-third embodiments is modified, wherein the zeolite framework material is AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, It is selected from KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN and combinations thereof.

第45の実施形態では、第31から第44の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、ゼオライト骨格材料は、AEI、CHA、AFX、ERI、KFI、LEV及びそれらの組合せから選択される。   In a forty-fifth embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to forty-fourth embodiments is modified, wherein the zeolitic framework material is selected from AEI, CHA, AFX, ERI, KFI, LEV and combinations thereof.

第46の実施形態では、第31から第45の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、ゼオライト骨格材料は、AEI、CHA及びAFXから選択される。   In the forty-sixth embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to forty-fifth embodiments is modified, wherein the zeolitic framework material is selected from AEI, CHA and AFX.

第47の実施形態では、第31から第46の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、ゼオライト骨格材料はCHAである。   In the 47th embodiment, the SCR catalyst of the 31st to 46th embodiments is modified, wherein the zeolite framework material is CHA.

第48の実施形態では、第31から第47の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、触媒は、Cu、Fe及びそれらの組合せで促進されている。   In the forty-eighth embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to forty-seventh embodiments is modified, wherein the catalyst is promoted with Cu, Fe, and combinations thereof.

第49の実施形態では、第31から第48の実施形態のSCR触媒が改変され、ここで、触媒は、NOの形成を促進するのに有効である。 In a forty-ninth embodiment, the SCR catalyst of the thirty-first to forty-eighth embodiments is modified, where the catalyst is effective to promote the formation of NO + .

第50の実施形態では、第31から第49の実施形態のSCR触媒が改変されるが、ただし、ゼオライト骨格はリン原子を含まない。   In the 50th embodiment, the SCR catalyst of the 31st to 49th embodiments is modified, except that the zeolite skeleton does not contain a phosphorus atom.

本発明の追加的な態様の実施形態は、窒素酸化物(NO)を選択的に還元する方法に関する。第51の実施形態では、窒素酸化物(NO)を選択的に還元する方法は、NOを含有する排気ガス流を、第31から第50の実施形態の触媒と接触させることを含む。 An embodiment of an additional aspect of the present invention relates to a method for selectively reducing nitrogen oxides (NO x ). In a fifty-first embodiment, a method for selectively reducing nitrogen oxides (NO x ) includes contacting an exhaust gas stream containing NO x with the catalyst of the thirty-first to fifty-fifth embodiments.

本発明の更なる態様の実施形態は、排気ガス処理システムに関する。第52の実施形態では、排気ガス処理システムは、アンモニアを含有する排気ガス流と、第31から第50の実施形態に従った触媒とを含む。   An embodiment of a further aspect of the invention relates to an exhaust gas treatment system. In a 52nd embodiment, an exhaust gas treatment system includes an exhaust gas stream containing ammonia and a catalyst according to the 31st to 50th embodiments.

別の態様では、第53の実施形態は、アンモニアの存在下でのNOの選択的接触還元用の触媒としての第1から第50の実施形態のいずれかの触媒の使用に関する。 In another aspect, the 53rd embodiment relates to the use of the catalyst of any of the 1st to 50th embodiments as a catalyst for the selective catalytic reduction of NO x in the presence of ammonia.

第54の実施形態は、アンモニアと窒素酸化物との反応を促進して150℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させるSCR触媒材料と、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料とを含むSCR触媒複合体に関し、このSCR触媒材料は、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効であり、400℃での最小NH貯蔵量は0.1g/Lである。 The 54th embodiment includes a SCR catalyst material that promotes a reaction between ammonia and nitrogen oxides to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 150 ° C. to 600 ° C., and a transition having an oxidation number IV For an SCR catalyst composite comprising an ammonia storage material comprising a metal, the SCR catalyst material is effective for storing ammonia above 400 ° C., and a minimum NH 3 storage at 400 ° C. is 0.1 g / L. It is.

第55の実施形態では、第54の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、遷移金属は、Ti、Ce、Zr、Hf、Ge及びそれらの組合せからなる群から選択される。   In a 55th embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th embodiment is modified, wherein the transition metal is selected from the group consisting of Ti, Ce, Zr, Hf, Ge, and combinations thereof.

第56の実施形態では、第54及び第55の実施形態のSCR触媒体が改変され、ここで、SCR触媒材料は、アンモニア貯蔵材料で同形置換されている。   In a 56th embodiment, the SCR catalyst bodies of the 54th and 55th embodiments are modified, wherein the SCR catalyst material is isomorphously replaced with an ammonia storage material.

第57の実施形態では、第54及び第55の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、アンモニア貯蔵材料は、SCR触媒材料中に分散されている。   In a 57th embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th and 55th embodiments is modified, wherein the ammonia storage material is dispersed in the SCR catalyst material.

第58の実施形態では、第54及び第55の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、アンモニア貯蔵材料は、SCR触媒材料上の層として分散されている。   In a 58th embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th and 55th embodiments is modified, wherein the ammonia storage material is dispersed as a layer on the SCR catalyst material.

第59の実施形態では、第54及び第55の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、アンモニア貯蔵材料とSCR触媒材料とは、ゾーン形成されて配置されている。   In the 59th embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th and 55th embodiments is modified, wherein the ammonia storage material and the SCR catalyst material are arranged in a zone.

第60の実施形態では、第59の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、アンモニア貯蔵材料は、SCR触媒材料の上流にある。   In the 60th embodiment, the SCR catalyst composite of the 59th embodiment is modified, wherein the ammonia storage material is upstream of the SCR catalyst material.

第61の実施形態では、第54及び第55の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、SCR触媒材料は、アンモニア貯蔵材料でイオン交換されている。   In the 61st embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th and 55th embodiments is modified, wherein the SCR catalyst material is ion exchanged with an ammonia storage material.

第62の実施形態では、第54から第61の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、SCR触媒材料は、フィルター上に配置されている。   In a 62nd embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th through 61st embodiments is modified, wherein the SCR catalyst material is disposed on a filter.

第63の実施形態では、第62の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、フィルターは、ウォールフロー型フィルターである。   In the 63rd embodiment, the SCR catalyst composite of the 62nd embodiment is modified, wherein the filter is a wall flow filter.

第64の実施形態では、第62の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、フィルターは、フロースルー型フィルターである。   In the 64th embodiment, the SCR catalyst composite of the 62nd embodiment is modified, wherein the filter is a flow-through filter.

第65の実施形態では、第54から64の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、SCR触媒材料は、モレキュラーシーブ、混合酸化物、及び活性化された耐火性金属酸化物担体のうちの1つ以上を含む。   In a 65th embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th to 64th embodiments is modified, wherein the SCR catalyst material comprises a molecular sieve, a mixed oxide, and an activated refractory metal oxide support. Including one or more of them.

第66の実施形態では、第65の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、混合酸化物は、Fe/チタニア、Fe/アルミナ、Mg/チタニア、Mg/アルミナ、Mn/アルミナ、Mn/チタニア、Cu/チタニア、Ce/Zr、Ti/Zr、バナジア/チタニア及びそれらの混合物から選択される。   In the 66th embodiment, the SCR catalyst composite of the 65th embodiment is modified, wherein the mixed oxide is Fe / titania, Fe / alumina, Mg / titania, Mg / alumina, Mn / alumina, Mn / Titania, Cu / titania, Ce / Zr, Ti / Zr, vanadia / titania and mixtures thereof.

第67の実施形態では、第65及び第66の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、混合酸化物は、バナジア/チタニアを含み、かつタングステンで安定化されている。   In a 67th embodiment, the SCR catalyst composite of the 65th and 66th embodiments is modified, wherein the mixed oxide comprises vanadia / titania and is stabilized with tungsten.

第68の実施形態では、第65の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、ケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子の骨格を有する。   In the 68th embodiment, the SCR catalyst composite of the 65th embodiment is modified, wherein the molecular sieve has a skeleton of silicon atoms, phosphorus atoms and aluminum atoms.

第69の実施形態では、第68の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、シリカ/アルミナ比は、1〜300の範囲にある。   In a 69th embodiment, the SCR catalyst composite of the 68th embodiment is modified, wherein the silica / alumina ratio is in the range of 1-300.

第70の実施形態では、第68及び第69の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、シリカ/アルミナ比は、1〜50の範囲にある。   In the 70th embodiment, the SCR catalyst composite of the 68th and 69th embodiments is modified, wherein the silica / alumina ratio is in the range of 1-50.

第71の実施形態では、第68から第70の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、アルミナ/4価の金属比は、1:10〜10:1の範囲にある。   In the 71st embodiment, the SCR catalyst composite of the 68th to 70th embodiments is modified, wherein the alumina / 4valent metal ratio is in the range of 1:10 to 10: 1.

第72の実施形態では、第68から第71の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、ケイ素イオンの一部分は、アンモニア貯蔵材料の金属で同形置換されている。   In the 72nd embodiment, the SCR catalyst composite of the 68th to 71st embodiments is modified, wherein a portion of the silicon ions are isomorphously replaced with the metal of the ammonia storage material.

第73の実施形態では、第65の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、12以下の環サイズを有する。   In the 73rd embodiment, the SCR catalyst complex of the 65th embodiment is modified, wherein the molecular sieve has a ring size of 12 or less.

第72の実施形態では、第65から第73の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、MFI、BEA、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WEN及びそれらの組合せからなる群から選択される構造型を有する。   In the 72nd embodiment, the SCR catalyst complex of the 65th to 73rd embodiment is modified, wherein the molecular sieve is MFI, BEA, AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU. , GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN and combinations thereof Has a structural type.

第73の実施形態では、第72の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、MFI、BEA、CHA、AEI、AFX、ERI、KFI、LEV及びそれらの組合せからなる群から選択される構造型を有する。   In the 73rd embodiment, the SCR catalyst complex of the 72nd embodiment is modified, wherein the molecular sieve is a group consisting of MFI, BEA, CHA, AEI, AFX, ERI, KFI, LEV and combinations thereof. Having a structural type selected from

第74の実施形態では、第73の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、AEI、CHA、AFX及びそれらの組合せからなる群から選択される構造型を有する。   In the 74th embodiment, the SCR catalyst complex of the 73rd embodiment is modified, wherein the molecular sieve has a structural type selected from the group consisting of AEI, CHA, AFX, and combinations thereof.

第75の実施形態では、第54から第74の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、SCR触媒材料は、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せから選択される金属で促進されている。   In the 75th embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th to 74th embodiments is modified, wherein the SCR catalyst material is Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag and Promoted with metals selected from their combination.

第76の実施形態では、第54から第74の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、SCR触媒材料は、Cu、Fe及びそれらの組合せで促進されている。   In the 76th embodiment, the SCR catalyst composite of the 54th to 74th embodiments is modified, wherein the SCR catalyst material is promoted with Cu, Fe, and combinations thereof.

第77の実施形態では、第65の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、モレキュラーシーブは、SSZ−13、SSZ−39又はSAPO−34を含む。   In the 77th embodiment, the SCR catalyst complex of the 65th embodiment is modified, wherein the molecular sieve comprises SSZ-13, SSZ-39 or SAPO-34.

第78の実施形態では、第65の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、活性化された耐火性金属酸化物担体は、アルミナ、セリア、ジルコニア、シリカ、チタニア、シリカ−アルミナ、ジルコニア−アルミナ、チタニア−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、バリア−アルミナ、バリア−ランタナ−アルミナ、バリア−ランタナ−ネオジミア−アルミナ、アルミナ−クロミア、アルミナ−セリア、ジルコニア−シリカ、チタニア−シリカ、又はジルコニア−チタニア、及びそれらの組合せから選択される。   In the 78th embodiment, the SCR catalyst composite of the 65th embodiment is modified, wherein the activated refractory metal oxide support is alumina, ceria, zirconia, silica, titania, silica-alumina, Zirconia-Alumina, Titania-Alumina, Lantana-Alumina, Lantana-Zirconia-Alumina, Barrier-Alumina, Barrier-Lantana-Alumina, Barrier-Lantana-Neodymia-Alumina, Alumina-Cromia, Alumina-Ceria, Zirconia-Silica, Titania- It is selected from silica, or zirconia-titania, and combinations thereof.

第79の実施形態では、第78の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、活性化された耐火性金属酸化物担体は、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せからなる群から選択される金属で交換されている。   In the 79th embodiment, the SCR catalyst composite of the 78th embodiment is modified, wherein the activated refractory metal oxide support is Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, Exchanged with a metal selected from the group consisting of V, Ag and combinations thereof.

第80の実施形態では、第65の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、遷移金属はTiを含む。   In the 80th embodiment, the SCR catalyst composite of the 65th embodiment is modified, wherein the transition metal comprises Ti.

第81の実施形態では、第80の実施形態のSCR触媒複合体が改変され、ここで、アルミナ/チタン比は、1:10〜10:1の範囲にある。   In the 81st embodiment, the SCR catalyst composite of the 80th embodiment is modified, wherein the alumina / titanium ratio is in the range of 1:10 to 10: 1.

本発明の更なる態様は方法に関する。第82の実施形態では、窒素酸化物(NO)の選択的な還元とアンモニアの貯蔵とを同時に行う方法は、NOを含有する排気ガス流を、第54から第81の実施形態のSCR触媒複合体と接触させることを含む。 A further aspect of the invention relates to a method. In the 82nd embodiment, the method of simultaneously performing selective reduction of nitrogen oxides (NO x ) and storage of ammonia, the exhaust gas stream containing NO x is converted into the SCR of the 54th to 81st embodiments. Contacting with the catalyst complex.

第83の実施形態では、第82の実施形態の方法が改変され、ここで、排気ガス流の酸素含有率は1〜30%であり、かつ排気ガス流の含水率は1〜20%である。   In the 83rd embodiment, the method of the 82nd embodiment is modified, wherein the oxygen content of the exhaust gas stream is 1-30% and the moisture content of the exhaust gas stream is 1-20%. .

本発明の更なる態様は、SCR触媒複合体に関する。第84の実施形態では、SCR触媒複合体は、アンモニアと窒素酸化物との反応を効果的に促進して200℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させるSCR触媒材料(ここで、SCR触媒材料はSSZ−13を含む)と、Tiを含むアンモニア貯蔵材料とを含み、このアンモニア貯蔵材料は、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効である。 A further aspect of the invention relates to an SCR catalyst complex. In the 84th embodiment, the SCR catalyst composite effectively promotes the reaction between ammonia and nitrogen oxides to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 200 ° C. to 600 ° C. Material (wherein the SCR catalyst material comprises SSZ-13) and an ammonia storage material comprising Ti, which is effective for storing ammonia at 400 ° C. or higher.

図1は、1つ以上の実施形態によるSCR触媒材料の断面の概略を示す図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an SCR catalyst material according to one or more embodiments. 図2は、1つ以上の実施形態によるSCR触媒複合体の部分断面図を示す図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an SCR catalyst composite according to one or more embodiments. 図3は、1つ以上の実施形態によるSCR触媒複合体の部分断面図を示す図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of an SCR catalyst composite according to one or more embodiments. 図4Aは、ウォールフロー型フィルター基材の斜視図を示す図である。FIG. 4A is a perspective view of a wall flow filter base material. 図4Bは、ウォールフロー型フィルター基材の一部の破断図を示す図である。FIG. 4B is a diagram showing a partial cutaway view of the wall flow type filter substrate. 図5は、実施例による触媒材料の結晶形態を示すSEM画像を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an SEM image showing a crystal form of the catalyst material according to the example. 図6は、比較例による触媒材料の結晶形態を示すSEM画像を示す図である。FIG. 6 is a view showing an SEM image showing a crystal form of a catalyst material according to a comparative example. 図7は、実施例による触媒のNO変換率を比較する棒グラフを示す図である。FIG. 7 is a graph showing a bar graph for comparing the NO x conversion rates of the catalysts according to the examples. 図8は、実施例による触媒のNO生成量を比較する棒グラフを示す図である。FIG. 8 is a graph showing a bar graph comparing the amount of N 2 O produced by the catalyst according to the example. 図9は、実施例による触媒のNO変換率を比較するグラフを示す図である。FIG. 9 is a graph showing a comparison of NO x conversion rates of catalysts according to Examples. 図10は、実施例による触媒のNO生成量を比較するグラフを示す図である。FIG. 10 is a graph showing a comparison of the amount of N 2 O produced by the catalyst according to the example. 図11は、実施例による触媒のNHスリップ20ppmでのNO変換率を比較する棒グラフを示す図である。FIG. 11 is a graph showing a bar graph for comparing the NO x conversion rate at 20 ppm NH 3 slip of the catalyst according to the example. 図12は、実施例による触媒のATR分析を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an ATR analysis of a catalyst according to an example. 図13は、実施例による触媒のFTIR分析を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing FTIR analysis of a catalyst according to an example. 図14は、実施例による触媒のFTIR分析を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing FTIR analysis of a catalyst according to an example. 図15は、実施例による材料の走査型電子顕微鏡画像を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a scanning electron microscope image of the material according to the example. 図16は、実施例による触媒のNO変換率を比較する図である。FIG. 16 is a diagram comparing NO x conversion rates of catalysts according to Examples. 図17は、実施例による触媒のNO変換率を比較する図である。FIG. 17 is a diagram comparing NO x conversion rates of catalysts according to Examples. 図18Aは、実施例による材料の走査型電子顕微鏡画像を示す図である。FIG. 18A is a diagram showing a scanning electron microscope image of a material according to an example. 図18Bは、実施例による材料の走査型電子顕微鏡画像を示す図である。FIG. 18B is a diagram showing a scanning electron microscope image of the material according to the example. 図19は、実施例による触媒のウォッシュコート多孔度測定を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing the measurement of the washcoat porosity of the catalyst according to the example. 図20は、実施例による触媒のNH吸収を比較する図である。FIG. 20 is a diagram comparing NH 3 absorption of catalysts according to Examples. 図21は、実施例による触媒のNH吸収を比較する図である。FIG. 21 is a diagram comparing NH 3 absorption of catalysts according to Examples. 図22は、実施例による触媒のNH吸収を比較する図である。FIG. 22 is a diagram comparing NH 3 absorption of catalysts according to Examples. 図23は、実施例による触媒のNH吸収を比較する図である。FIG. 23 is a diagram comparing NH 3 absorption of catalysts according to Examples. 図24は、実施例による触媒のNH吸収を比較する図である。FIG. 24 is a diagram comparing NH 3 absorption of catalysts according to Examples.

詳細な説明
本発明のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本発明は、以下の説明に記載される構成又はプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、かつ様々な手法で実施又は実行されることが可能である。
DETAILED DESCRIPTION Before describing some exemplary embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of construction or process steps set forth in the following description. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or carried out in various ways.

政令により、軽量車及び大型車に対するNO削減技術の使用が義務づけられている。尿素を用いたNOの選択的接触還元(SCR)が、NO制御のための効率的で支配的な排出制御技術である。政令を満たすために、現行のCu−SSZ−13系のベンチマーク技術と比較して改善された性能を有するSCR触媒が必要である。現行のCu−SSZ−13系のベンチマーク技術に比べて改善されたNO変換効率及びより低いNO生成量を有するSCR触媒材料が提供される。SCR触媒材料は、アンモニアと窒素酸化物との反応を効果的に促進して200〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させる。 The ordinance, use of the NO x reduction technologies for lightweight vehicles and heavy vehicles is obligatory. Selective catalytic reduction (SCR) of NO x using urea is an efficient and dominant emission control technique for NO x control. In order to meet the ordinance, there is a need for an SCR catalyst with improved performance compared to current Cu-SSZ-13 based benchmark technology. An SCR catalyst material having improved NO x conversion efficiency and lower N 2 O production compared to current Cu—SSZ-13 based benchmark technology is provided. The SCR catalyst material effectively promotes the reaction between ammonia and nitrogen oxide to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 200 to 600 ° C.

本発明の実施形態は、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を含む選択的接触還元材料に関する。意想外にも、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を有する球状粒子が、排気ガス浄化触媒成分において、とりわけSCR触媒材料として特に適していることがわかった。   Embodiments of the present invention relate to a selective catalytic reduction material comprising spherical particles that include agglomerates of molecular sieve crystals. Surprisingly, it has been found that spherical particles having an aggregate of molecular sieve crystals are particularly suitable in the exhaust gas purification catalyst component, especially as an SCR catalyst material.

本開示において使用される用語に関しては、以下の定義づけを行っている。   The terms used in the present disclosure are defined as follows.

本明細書で使用される「触媒」又は「触媒組成物」又は「触媒材料」との用語は、反応を促進する材料を指す。   The term “catalyst” or “catalyst composition” or “catalytic material” as used herein refers to a material that promotes the reaction.

本明細書で使用される「触媒物品」又は「触媒複合体」との用語は、所望の反応を促進するために使用される要素を指す。例えば、触媒物品又は触媒複合体は、触媒種、例えば触媒組成物を含有するウォッシュコートを基材上に有していてよい。   As used herein, the term “catalyst article” or “catalyst complex” refers to an element used to promote a desired reaction. For example, the catalyst article or catalyst composite may have a washcoat containing a catalyst species, such as a catalyst composition, on a substrate.

本明細書で使用される「選択的接触還元」(SCR)との用語は、含窒素還元剤を用いて窒素酸化物を二窒素(N)に還元する接触プロセスを指す。 As used herein, the term “selective catalytic reduction” (SCR) refers to a catalytic process in which nitrogen oxides are reduced to dinitrogen (N 2 ) using a nitrogen-containing reducing agent.

本明細書で使用される「FTIR」との用語は、フーリエ変換赤外分光法を指し、これは、固体、液体又は気体の吸収、放出、光伝導性又はラマン散乱の赤外スペクトルを得るために使用される技術である。   As used herein, the term “FTIR” refers to Fourier transform infrared spectroscopy, which obtains an infrared spectrum of absorption, emission, photoconductivity or Raman scattering of a solid, liquid or gas. Is the technology used for

本明細書で使用される「ATR」との用語は、減衰全反射分光法を指し、これは、赤外分光法、特にFTIRと共に使用されるサンプリング技術であり、こうして、サンプルを更なる調製なしに固体状態又は液体状態で直接検査することが可能になる。   As used herein, the term “ATR” refers to attenuated total reflectance spectroscopy, which is a sampling technique used with infrared spectroscopy, particularly FTIR, and thus without further preparation of the sample. It is possible to directly inspect in a solid state or a liquid state.

1つ以上の実施形態によれば、選択的接触還元触媒材料は、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を含み、ここで、球状粒子は、約0.5〜約5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する。   According to one or more embodiments, the selective catalytic reduction catalyst material comprises spherical particles comprising aggregates of molecular sieve crystals, wherein the spherical particles range from about 0.5 to about 5 microns. Having a median particle size of

本明細書で使用される「モレキュラーシーブ」との用語は、ゼオライトなどの骨格材料及び他の骨格材料(例えば同形置換された材料)を指し、これらは触媒として使用される1種以上の助触媒金属と一緒に粒子状であってよい。モレキュラーシーブは、酸素イオンの広範な3次元ネットワークに基づく材料であって、一般的に四面体型サイトを包含し、かつ平均細孔径が20Å以下の、実質的に均一な細孔分布を有する。細孔の大きさは、環の大きさによって規定される。本明細書で使用される「ゼオライト」との用語は、ケイ素原子とアルミニウム原子を含むモレキュラーシーブの具体例を指す。1つ以上の実施形態によれば、モレキュラーシーブをその構造型によって定義することは、ゼオライト材料と同じ構造型を有する構造型並びにSAPO、ALPO及びMeAPO材料などの任意のあらゆる同一構造型の骨格材料を含むことを意図するものと理解されたい。   As used herein, the term “molecular sieve” refers to framework materials such as zeolites and other framework materials (eg, isomorphously substituted materials), which are one or more promoters used as catalysts. It may be particulate with the metal. Molecular sieves are materials based on a broad three-dimensional network of oxygen ions, and generally include tetrahedral sites and have a substantially uniform pore distribution with an average pore size of 20 cm or less. The size of the pores is defined by the size of the ring. The term “zeolite” as used herein refers to a specific example of a molecular sieve containing silicon and aluminum atoms. According to one or more embodiments, defining the molecular sieve by its structural type may be a structural type having the same structural type as the zeolite material and a framework material of any same structural type, such as SAPO, ALPO and MeAPO materials. It should be understood that it is intended to include.

より特定の実施形態では、アルミノシリケートゼオライト構造型の参照は、骨格中に置換されたリン又は他の金属を含まないモレキュラーシーブに材料を限定する。しかしながら、念のため、本明細書で使用される「アルミノシリケートゼオライト」との用語は、SAPO、ALPO及びMeAPO材料のようなアルミノホスフェート材料は除外し、また「ゼオライト」とのより広義の用語は、アルミノシリケート及びアルミノホスフェートを含むことを意図する。ゼオライトは、かなり均一な細孔径を有する結晶性材料であって、この細孔の大きさの範囲は、ゼオライトの種類並びにゼオライト格子中に含まれるカチオンの種類及び量に応じて、直径約3〜10オングストロームである。ゼオライトは、一般的に、2以上のシリカ/アルミナ(SAR)モル比を有する。   In a more particular embodiment, a reference to an aluminosilicate zeolite structure type limits the material to molecular sieves that do not contain phosphorus or other metals substituted in the framework. However, just in case, the term “aluminosilicate zeolite” as used herein excludes aluminophosphate materials such as SAPO, ALPO and MeAPO materials, and the broader term “zeolite” is Intended to include aluminosilicates and aluminophosphates. Zeolite is a crystalline material with a fairly uniform pore size, the pore size range depending on the type of zeolite and the type and amount of cations contained in the zeolite lattice. 10 angstroms. Zeolites generally have a silica / alumina (SAR) molar ratio of 2 or greater.

「アルミノホスフェート」との用語は、アルミニウム原子とリン酸原子を含むモレキュラーシーブの別の具体例を指す。アルミノホスフェートは、かなり均一な細孔径を有する結晶性材料である。   The term “aluminophosphate” refers to another embodiment of a molecular sieve containing aluminum and phosphate atoms. Aluminophosphate is a crystalline material with a fairly uniform pore size.

一般的に、モレキュラーシーブ、例えばゼオライトは、頂点共有TO4四面体(ここで、Tは、Al又はSi、又は任意にPである)から構成される開放3次元骨格構造を有するアルミノシリケートと定義される。アニオン性骨格の電荷とバランスをとるカチオンが骨格酸素と緩く結合し、かつ残りの細孔容積は水分子で満たされる。非骨格カチオンは、一般的に交換可能であり、かつ水分子は除去可能である。 In general, molecular sieves, such as zeolite, are defined as aluminosilicates having an open three-dimensional framework structure composed of apex-shared TO 4 tetrahedra (where T is Al or Si, or optionally P). Is done. A cation that balances the charge of the anionic skeleton loosely binds to the skeleton oxygen, and the remaining pore volume is filled with water molecules. Non-skeletal cations are generally interchangeable and water molecules can be removed.

例示的な実施形態では、モレキュラーシーブは同形置換されていてよい。本明細書で使用される「ゼオライト骨格」及び「ゼオライト骨格材料」との用語は、モレキュラーシーブの具体例を指し、これはさらにケイ素原子とアルミニウム原子を含む。本発明の実施形態によれば、モレキュラーシーブは、ケイ素(Si)イオンとアルミニウム(Al)イオンのゼオライト骨格材料を含み、ここで、ケイ素原子の一部分は4価の金属で同形置換されている。特定の実施形態では、骨格はリン(P)原子を含まない。   In an exemplary embodiment, the molecular sieve may be isomorphously substituted. As used herein, the terms “zeolite framework” and “zeolite framework material” refer to specific examples of molecular sieves, which further include silicon and aluminum atoms. According to an embodiment of the present invention, the molecular sieve comprises a zeolite framework material of silicon (Si) ions and aluminum (Al) ions, wherein a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with a tetravalent metal. In certain embodiments, the backbone does not include a phosphorus (P) atom.

本明細書で使用される「同形置換される(た)」及び「同形置換」との用語は、結晶構造中に有意に変化がなく鉱物中の1つの元素が別の元素に置換されていることを指す。相互に入れ替わることができる元素は、一般的に、類似のイオン半径及び原子価状態を有する。1つ以上の実施形態では、ケイ素原子の一部分は4価の金属で同形置換されている。換言すれば、ゼオライト骨格材料中のケイ素原子の一部分は4価の金属で置き換えられている。そのような同形置換は、ゼオライト骨格材料の結晶構造を有意には変えない。   As used herein, the terms “isomorphically substituted” and “isomorphic substitution” mean that there is no significant change in the crystal structure and one element in the mineral is replaced by another element. Refers to that. Elements that can be interchanged typically have similar ionic radii and valence states. In one or more embodiments, a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with a tetravalent metal. In other words, a part of silicon atoms in the zeolite framework material is replaced with a tetravalent metal. Such isomorphous substitution does not significantly change the crystal structure of the zeolite framework material.

本明細書で使用される「4価の金属」との用語は、その原子価(最外電子殻)における共有化学結合に利用可能な4つの電子を持つ状態を有する金属を指す。4価の金属は、ゲルマニウム(Ge)並びに周期律表の第4族に位置する遷移金属、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)及びハフニウム(Hf)を含む。1つ以上の実施形態では、4価の金属は、Ti、Zr、Hf、Ge及びそれらの組合せから選択される。特定の実施形態では、4価の金属はTiを含む。   As used herein, the term “tetravalent metal” refers to a metal having a state with four electrons available for covalent chemical bonding at its valence (outermost electron shell). Tetravalent metals include germanium (Ge) and transition metals located in group 4 of the periodic table, titanium (Ti), zirconium (Zr) and hafnium (Hf). In one or more embodiments, the tetravalent metal is selected from Ti, Zr, Hf, Ge, and combinations thereof. In certain embodiments, the tetravalent metal includes Ti.

他の実施形態では、ケイ素原子の一部分が、酸化数IVを有する遷移金属で同形置換されている。理論に縛られることを意図するものではないが、形式的酸化数IVを有する元素の存在が、高温でのアンモニア貯蔵を増大させるのに役立つと考えられる。1つ以上の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属は、酸化物の形態であってもよく又はSCR触媒材料に実質的に埋め込まれていてもよい。本明細書で使用される「酸化数IVを有する遷移金属」との用語は、その原子価(最外電子殻)における共有化学結合に利用可能な4つの電子を持つ状態を有する金属を指す。酸化数IVを有する遷移金属は、ゲルマニウム(Ge)、セリウム(Ce)並びに周期律表の第4族に位置する遷移金属、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)及びハフニウム(Hf)を含む。1つ以上の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属は、Ti、Ce、Zr、Hf、Ge及びそれらの組合せから選択される。特定の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属はTiを含む。   In other embodiments, a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with a transition metal having an oxidation number of IV. While not intending to be bound by theory, it is believed that the presence of an element having a formal oxidation number IV helps to increase ammonia storage at high temperatures. In one or more embodiments, the transition metal having an oxidation number IV may be in the form of an oxide or may be substantially embedded in the SCR catalyst material. As used herein, the term “transition metal with oxidation number IV” refers to a metal having a state with four electrons available for covalent chemical bonding at its valence (outermost electron shell). Transition metals having an oxidation number IV include germanium (Ge), cerium (Ce), and transition metals located in group 4 of the periodic table, titanium (Ti), zirconium (Zr), and hafnium (Hf). In one or more embodiments, the transition metal having an oxidation number IV is selected from Ti, Ce, Zr, Hf, Ge, and combinations thereof. In certain embodiments, the transition metal having an oxidation number IV comprises Ti.

1つ以上の実施形態では、ゼオライト骨格材料は、MO4/SiO4/AlO4四面体(ここで、Mは4価の金属である)を含み、また共通の酸素原子によって結合されて3次元ネットワークを形成する。同形置換された4価の金属は、四面体原子(MO4)としてゼオライト骨格材料中に埋め込まれている。そのとき、この同形置換された四面体ユニットは、ケイ素及びアルミニウムの四面体ユニットと一緒になってゼオライト材料の骨格を形成する。特定の実施形態では、4価の金属はチタンを含み、かつゼオライト骨格材料は、TiO4/SiO4/AlO4四面体を含む。したがって、1つ以上の実施形態では、触媒は、ケイ素原子とアルミニウム原子のゼオライト骨格を含み、ここで、ケイ素原子の一部分はチタンで同形置換されている。 In one or more embodiments, the zeolitic framework material comprises a MO 4 / SiO 4 / AlO 4 tetrahedron (where M is a tetravalent metal) and is bound by a common oxygen atom to form a three-dimensional structure. Form a network. The isomorphously substituted tetravalent metal is embedded in the zeolite framework material as tetrahedral atoms (MO 4 ). The isomorphously substituted tetrahedral unit then forms a skeleton of the zeolitic material together with the silicon and aluminum tetrahedral units. In certain embodiments, the tetravalent metal comprises titanium and the zeolite framework material comprises a TiO 4 / SiO 4 / AlO 4 tetrahedron. Thus, in one or more embodiments, the catalyst comprises a zeolite framework of silicon and aluminum atoms, wherein a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with titanium.

1つ以上の実施形態の同形置換されたゼオライト骨格材料は、MO4/(SiO4)/AlO4四面体(ここで、Mは4価の金属である)の剛性ネットワークによって形成されるボイドの形状に従って主に区別される。 One or more embodiments of the isomorphously substituted zeolite framework material comprises a void network formed by a rigid network of MO 4 / (SiO 4 ) / AlO 4 tetrahedra (where M is a tetravalent metal). Mainly distinguished according to the shape.

1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは、SiO4/AlO4四面体を含み、かつ共通の酸素原子によって結合されて3次元ネットワークを形成する。他の実施形態では、モレキュラーシーブは、SiO4/AlO4/PO4四面体を含む。1つ以上の実施形態のモレキュラーシーブは、(SiO4)/AlO4又はSiO4/AlO4/PO4四面体の剛性ネットワークによって形成されるボイドの形状に従って主に区別される。ボイドへの入口は、入口開口部を形成する原子に関して6、8、10又は12個の環原子から形成される。1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは、12以下、例えば6、8、10及び12といった環サイズを有する。 In one or more embodiments, the molecular sieve includes a SiO 4 / AlO 4 tetrahedron and is joined by a common oxygen atom to form a three-dimensional network. In other embodiments, the molecular sieve comprises a SiO 4 / AlO 4 / PO 4 tetrahedron. The molecular sieve of one or more embodiments is mainly distinguished according to the shape of the void formed by the rigid network of (SiO 4 ) / AlO 4 or SiO 4 / AlO 4 / PO 4 tetrahedron. The entrance to the void is formed from 6, 8, 10 or 12 ring atoms with respect to the atoms forming the entrance opening. In one or more embodiments, the molecular sieve has a ring size of 12 or less, such as 6, 8, 10, and 12, for example.

1つ以上の実施形態によれば、モレキュラーシーブは、構造が同定される骨格トポロジーに基づいていてよい。典型的には、ゼオライトの任意の構造型、例えばABW、ACO、AEI、AEL、AEN、AET、AFG、AFI、AFN、AFO、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY、AHT、ANA、APC、APD、AST、ASV、ATN、ATO、ATS、ATT、ATV、AWO、AWW、BCT、BEA、BEC、BIK、BOG、BPH、BRE、CAN、CAS、SCO、CFI、SGF、CGS、CHA、CHI、CLO、CON、CZP、DAC、DDR、DFO、DFT、DOH、DON、EAB、EDI、EMT、EON、EPI、ERI、ESV、ETR、EUO、FAU、FER、FRA、GIS、GIU、GME、GON、GOO、HEU、IFR、IHW、ISV、ITE、ITH、ITW、IWR、IWW、JBW、KFI、LAU、LEV、LIO、LIT、LOS、LOV、LTA、LTL、LTN、MAR、MAZ、MEI、MEL、MEP、MER、MFI、MFS、MON、MOR、MOZ、MSO、MTF、MTN、MTT、MTW、MWW、NAB、NAT、NES、NON、NPO、NSI、OBW、OFF、OSI、OSO、OWE、PAR、PAU、PHI、PON、RHO、RON、RRO、RSN、RTE、RTH、RUT、RWR、RWY、SAO、SAS、SAT、SAV、SBE、SBS、SBT、SFE、SFF、SFG、SFH、SFN、SFO、SGT、SOD、SOS、SSY、STF、STI、STT、TER、THO、TON、TSC、UEI、UFI、UOZ、USI、UTL、VET、VFI、VNI、VSV、WIE、WEN、YUG、ZONの構造型又はそれらの組合せを使用することができる。   According to one or more embodiments, the molecular sieve may be based on a skeletal topology in which the structure is identified. Typically, any structural type of zeolite such as ABW, ACO, AEI, AEL, AEN, AET, AFG, AFI, AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, Afy, AHT, ANA, APC, APD , AST, ASV, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BCT, BEA, BEC, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, SCO, CFI, SGF, CGS, CHA, CHI, CLO , CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EON, EPI, ERI, ESV, ETR, EUO, FAU, FER, FRA, GIS, GIU, GME, GON, GOO , HEU, IFR, IHW, ISV, ITE, ITH, ITW, IWR, IWW JBW, KFI, LAU, LEV, LIO, LIT, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAR, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MFI, MFS, MON, MOR, MOZ, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAB, NAT, NES, NON, NPO, NSI, OBW, OFF, OSI, OSO, OWE, PAR, PAU, PHI, PON, RHO, RON, RRO, RSN, RTE, RTH, RUT, RWR, RWY, SAO, SAS, SAT, SAV, SBE, SBS, SBT, SFE, SFF, SFG, SFH, SFN, SFO, SGT, SOD, SOS, SSY, STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, UEI, UFI, UOZ, USI, UTL, VET, VFI, NI, VSV, can be used WIE, WEN, YUG, structure type or their combinations ZON.

1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは、8環小孔アルミノシリケートゼオライトを含む。本明細書で使用される「小孔」とは、約5オングストローム未満である、例えば〜3.8オングストロームのオーダーでの細孔開口部を指す。「8環」ゼオライトとの文言は、8環細孔開口部及び二重六環二次構造ユニットを有し、かつ4つの環によって二重六環構造ユニットが連結されることで生じるケージ様構造を有するゼオライトを指す。ゼオライトは、二次構造ユニット(SBU)と複合構造ユニット(CBU)とから構成され、かつ数多くの異なる骨格構造で現れる。二次構造ユニットは、16個までの四面体原子を含有し、かつ非キラルである。複合構造ユニットは、アキラルである必要はなく、かつ骨格全体を構築するのに必ずしも使用できるとは限らない。例えば、ゼオライトの一群は、その骨格構造中に単一の4環(s4r)複合構造ユニットを有する。4環における「4」は、四面体のケイ素原子とアルミニウム原子の位置を示し、かつ酸素原子は、四面体原子間に配置される。他の複合構造ユニットは、例えば、単一の6環(s6r)ユニット、二重4環(d4r)ユニット及び二重6環(d6r)ユニットを含む。d4rユニットは、2つのs4rユニットをつなげることによって作り出される。d6rユニットは、2つのs6rユニットをつなげることによって作り出される。d6rユニットには、12個の四面体原子がある。d6r二次構造ユニットを有するゼオライト構造型は、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC及びWENを含む。   In one or more embodiments, the molecular sieve comprises an 8-ring small pore aluminosilicate zeolite. As used herein, “small pores” refers to pore openings that are less than about 5 angstroms, for example on the order of ˜3.8 angstroms. The term “8-ring” zeolite means an 8-ring pore opening and a double hexacyclic secondary structure unit, and a cage-like structure formed by connecting double hexacyclic structure units by four rings. Refers to a zeolite having Zeolites are composed of secondary structural units (SBU) and composite structural units (CBU) and appear in many different framework structures. Secondary structural units contain up to 16 tetrahedral atoms and are achiral. The composite structural unit need not be achiral and may not necessarily be used to build the entire skeleton. For example, a group of zeolites has a single four-ring (s4r) composite structure unit in its framework structure. “4” in the tetracycle indicates the positions of tetrahedral silicon and aluminum atoms, and oxygen atoms are located between the tetrahedral atoms. Other composite structural units include, for example, a single six-ring (s6r) unit, a double four-ring (d4r) unit, and a double six-ring (d6r) unit. A d4r unit is created by connecting two s4r units. A d6r unit is created by connecting two s6r units. There are 12 tetrahedral atoms in the d6r unit. Zeolite structure types with d6r secondary structure units are AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, Includes SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC and WEN.

1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブはd6rユニットを含む。理論に縛られることを意図するものではないが、1つ以上の実施形態では、d6rユニットは、NOの形成を促進すると考えられる。したがって、1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WEN及びそれらの組合せから選択される構造型を有する。他の特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、CHA、AEI、AFX、ERI、KFI、LEV及びそれらの組合せからなる群から選択される構造型を有する。さらに特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、CHA、AEI及びAFXから選択される構造型を有する。1つ以上の非常に特定の実施形態では、モレキュラーシーブはCHA構造型を有する。 In one or more embodiments, the molecular sieve includes d6r units. While not intending to be bound by theory, in one or more embodiments, d6r units are believed to promote the formation of NO + . Thus, in one or more embodiments, the molecular sieve is AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, It has a structural type selected from SAS, SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN and combinations thereof. In another particular embodiment, the molecular sieve has a structural type selected from the group consisting of CHA, AEI, AFX, ERI, KFI, LEV and combinations thereof. In a more specific embodiment, the molecular sieve has a structural type selected from CHA, AEI and AFX. In one or more very specific embodiments, the molecular sieve has a CHA structural type.

ゼオライト系チャバサイトは、近似式:(Ca,Na,K,Mg)AlSi12・6HO(例えば水和カルシウムアルミニウムシリケート)を有するゼオライト群の天然に存在するテクトシリケート鉱物を含む。ゼオライト系チャバサイトの3つの合成形態が、1973年にJohn Wiley & Sonsにより出版されたD.W.Breck著「Zeolite Molecular Sieves」に記載されており、これを参照することにより本明細書に組み込む。Breckによって報告された3つの合成形態は、ゼオライトK−G(J.Chem.Soc,p.2822(1956),Barrer et.alに記載);ゼオライトD(英国特許出願公開第868,846号明細書(British Patent No. 868,846)(1961年)に記載);及びゼオライトR(米国特許第3,030,181号明細書(U.S. Patent No. 3,030,181)に記載)であり、これらを参照することにより本明細書に組み込む。ゼオライト系チャバサイトの別の合成形態であるSSZ−13の合成は、米国特許第4,544,538号明細書(U.S. Pat. No. 4,544,538)に記載されており、これを参照することにより本明細書に組み込む。チャバサイト結晶構造を有するモレキュラーシーブの合成形態であるシリコアルミノホスフェート34(SAPO−34)の合成は、米国特許第4,440,871号明細書(U.S. Patent 4,440,871)及び第7,264,789号明細書(U.S. Patent No. 7,264,789)に記載されており、これらを参照することにより本明細書に組み込む。チャバサイト構造を有するさらに別の合成モレキュラーシーブであるSAPO−44を製造する方法が、米国特許第6,162,415号明細書(U.S. Patent No. 6,162,415)に記載されており、これを参照することにより本明細書に組み込む。 Zeolitic chabazite are approximate expression: (Ca, Na 2, K 2, Mg) Al tectosilicates minerals naturally occurring zeolites group having 2 Si 4 O 12 · 6H 2 O ( e.g. hydrated calcium aluminum silicate) including. Three synthetic forms of zeolitic chabasite were published by John Wiley & Sons in 1973 by D.C. W. It is described in “Zeolite Molecular Sieves” by Breck, which is incorporated herein by reference. Three synthetic forms reported by Breck are zeolite KG (described in J. Chem. Soc, p. 2822 (1956), Barrer et.al); zeolite D (UK Patent Application No. 868,846). (Described in British Patent No. 868,846) (1961)); and zeolite R (described in US Pat. No. 3,030,181 (US Patent No. 3,030,181)), by referring to these Incorporated herein. The synthesis of SSZ-13, another synthetic form of zeolitic chabasite, is described in US Pat. No. 4,544,538 (US Pat. No. 4,544,538), which is incorporated herein by reference. Incorporate in the description. Silicoaluminophosphate 34 (SAPO-34), a synthetic form of molecular sieve having a chabasite crystal structure, is synthesized by US Pat. Nos. 4,440,871 and 7,264,789. It is described in the specification (US Patent No. 7,264,789), which is incorporated herein by reference. A method for producing SAPO-44, another synthetic molecular sieve having a chabasite structure, is described in US Pat. No. 6,162,415 (US Pat. No. 6,162,415), to which reference is made. Are incorporated herein by reference.

1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは、すべてのアルミノシリケート、ボロシリケート、ガロシリケート、MeAPSO及びMeAPO組成物を含んでよい。これらは、SSZ−13、SSZ−62、天然チャバサイト、ゼオライトK−G、Linde D、Linde R、LZ−218、LZ−235、LZ−236、ZK−14、SAPO−34、SAPO−44、SAPO−47、ZYT−6、CuSAPO−34、CuSAPO−44及びCuSAPO−47を包含するが、それらに限定されない。   In one or more embodiments, the molecular sieve may include all aluminosilicates, borosilicates, gallosilicates, MeAPSO and MeAPO compositions. These are SSZ-13, SSZ-62, natural chabasite, zeolite KG, Linde D, Linde R, LZ-218, LZ-235, LZ-236, ZK-14, SAPO-34, SAPO-44, Including, but not limited to, SAPO-47, ZYT-6, CuSAPO-34, CuSAPO-44 and CuSAPO-47.

アルミノシリケートモレキュラーシーブのアルミナに対するシリカの比(シリカ/アルミナ比)は、広い範囲にわたって変化してよい。1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは、2〜300の範囲、例えば5〜250;5〜200;5〜100;及び5〜50といった範囲のシリカ/アルミナモル比(SAR)を有する。1つ以上の特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、10〜200、10〜100、10〜75、10〜60及び10〜50;15〜100、15〜75、15〜60及び15〜50;20〜100、20〜75、20〜60及び20〜50の範囲のシリカ/アルミナモル比(SAR)を有する。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、前項のSAR範囲のいずれかを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には、約1.0〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   The ratio of silica to alumina in the aluminosilicate molecular sieve (silica / alumina ratio) may vary over a wide range. In one or more embodiments, the molecular sieve has a silica / alumina molar ratio (SAR) in the range of 2 to 300, such as 5 to 250; 5 to 200; 5 to 100; and 5 to 50. In one or more specific embodiments, the molecular sieve is 10-200, 10-100, 10-75, 10-60 and 10-50; 15-100, 15-75, 15-60 and 15-50; Silica / alumina molar ratio (SAR) in the range of 20-100, 20-75, 20-60 and 20-50. In a more specific embodiment, the molecular sieve has any of the SAR ranges of the previous section, and the spherical particles of the molecular sieve are from about 0.5 to about 5 microns, more specifically from about 1.0 to about The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 3.5 microns and have a crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

4価の金属でのケイ素の同形置換が、ゼオライト骨格材料のシリカ/アルミナ比に影響を及ぼすことになりうる。1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは4価の金属で同形置換されており、かつ2〜300の範囲、例えば5〜250;5〜200;5〜100;及び5〜50といった範囲のシリカ/アルミナモル比(SAR)を有する。1つ以上の特定の実施形態では、第1と第2のモレキュラーシーブは、独立して、10〜200、10〜100、10〜75、10〜60及び10〜50;15〜100、15〜75、15〜60及び15〜50;20〜100、20〜75、20〜60及び20〜50の範囲のシリカ/アルミナモル比(SAR)を有する。   Isomorphic substitution of silicon with a tetravalent metal can affect the silica / alumina ratio of the zeolite framework material. In one or more embodiments, the molecular sieve is isomorphously substituted with a tetravalent metal and silica in the range of 2-300, such as 5-250; 5-200; 5-100; and 5-50. / Alumina molar ratio (SAR). In one or more specific embodiments, the first and second molecular sieves are independently 10-200, 10-100, 10-75, 10-60 and 10-50; Having a silica / alumina molar ratio (SAR) in the range of 75, 15-60 and 15-50; 20-100, 20-75, 20-60 and 20-50.

モレキュラーシーブが4価の金属で同形置換されている実施形態では、4価の金属/アルミナ比は、非常に広い範囲にわたって変化してよい。この比は原子比であり、モル比ではないことに留意されたい。1つ以上の実施形態では、アルミナに対する4価の金属の比(4価の金属/アルミナ比)は、0.0001〜10000の範囲、例えば0.0001〜10000、0.001〜1000及び0.01〜10といった範囲にある。他の実施形態では、4価の金属/アルミナ比は、0.01〜10の範囲、例えば0.01〜10、0.01〜5、0.01〜2及び0.01〜1といった範囲にある。特定の実施形態では、4価の金属/アルミナ比は、0.01〜2の範囲にある。   In embodiments where the molecular sieve is isomorphously substituted with a tetravalent metal, the tetravalent metal / alumina ratio may vary over a very wide range. Note that this ratio is an atomic ratio, not a molar ratio. In one or more embodiments, the ratio of tetravalent metal to alumina (tetravalent metal / alumina ratio) is in the range of 0.0001-10000, such as 0.0001-10000, 0.001-1000 and 0.001. It is in the range of 01-10. In other embodiments, the tetravalent metal / alumina ratio is in the range of 0.01-10, such as in the range of 0.01-10, 0.01-5, 0.01-2, and 0.01-1. is there. In certain embodiments, the tetravalent metal / alumina ratio is in the range of 0.01-2.

モレキュラーシーブが4価の金属で同形置換されている特定の実施形態では、4価の金属はチタンを含み、かつチタニア/アルミナ比は、0.0001〜10000の範囲、例えば0.0001〜10000、0.001〜1000及び0.01〜10といった範囲にある。他の実施形態では、チタニア/アルミナ比は、0.01〜10の範囲、例えば0.01〜10、0.01〜5、0.01〜2及び0.01〜1といった範囲にある。特定の実施形態では、チタニア/アルミナ比は、0.01〜2の範囲にある。   In a particular embodiment where the molecular sieve is isomorphously substituted with a tetravalent metal, the tetravalent metal comprises titanium and the titania / alumina ratio is in the range of 0.0001-10000, such as 0.0001-10000, It exists in the range of 0.001-1000 and 0.01-10. In other embodiments, the titania / alumina ratio is in the range of 0.01 to 10, such as 0.01 to 10, 0.01 to 5, 0.01 to 2, and 0.01 to 1. In certain embodiments, the titania / alumina ratio is in the range of 0.01-2.

シリカ/4価の金属比は、広い範囲にわたって変化してよい。この比は原子比であり、モル比ではないことに留意されたい。1つ以上の実施形態では、シリカ/4価の金属比は、1〜100の範囲、例えば1〜50、1〜30、1〜25、1〜20、5〜20及び10〜20といった範囲にある。特定の実施形態では、シリカ/4価の金属比は、約15である。1つ以上の実施形態では、4価の金属はチタンを含み、かつシリカ/チタニア比は、1〜100の範囲、例えば1〜50、1〜30、1〜25、1〜20、5〜20及び10〜20といった範囲にある。特定の実施形態では、シリカ/チタニア比は、約15である。   The silica / tetravalent metal ratio may vary over a wide range. Note that this ratio is an atomic ratio, not a molar ratio. In one or more embodiments, the silica / 4valent metal ratio is in the range of 1-100, such as 1-50, 1-30, 1-25, 1-20, 5-20, and 10-20. is there. In certain embodiments, the silica / 4 valent metal ratio is about 15. In one or more embodiments, the tetravalent metal comprises titanium and the silica / titania ratio is in the range of 1-100, such as 1-50, 1-30, 1-25, 1-20, 5-20. And in the range of 10-20. In certain embodiments, the silica / titania ratio is about 15.

助触媒金属:
1つ以上の実施形態のモレキュラーシーブは、続けて、鉄、銅、コバルト、ニッケル、セリウム又は白金族金属などの1つ以上の助触媒金属でイオン交換されていてよい。ゼオライト並びに関連するマイクロポーラス材料及びメソポーラス材料の合成は、ゼオライト材料の構造型によって異なるが、しかし典型的には、合成ゲルを形成するためにいくつかの成分(例えばシリカ、アルミナ、リン、アルカリ金属、有機テンプレートなど)の組合せを必要とし、これが水熱結晶化されて最終生成物を形成する。構造指向剤は、有機物、すなわちテトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAOH)、又は無機カチオン、すなわち、Na又はKの形態をとってもよい。結晶化の間、四面体ユニットはSDAの周りで組織化して所望の骨格を形成し、かつSDAはゼオライト結晶の細孔構造内にしばしば埋め込まれる。1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブの結晶化は、構造指向剤/テンプレート、結晶核又は元素の添加によって得ることができる。場合によっては、結晶化は、100℃未満の温度で行うことができる。
Promoter metal:
The molecular sieve of one or more embodiments may subsequently be ion exchanged with one or more promoter metals such as iron, copper, cobalt, nickel, cerium or platinum group metals. The synthesis of zeolites and related microporous and mesoporous materials depends on the structural type of the zeolitic material, but typically several components (eg silica, alumina, phosphorus, alkali metals) to form a synthetic gel A combination of organic templates, etc.) that is hydrothermally crystallized to form the final product. The structure directing agent may take the form of organics, ie tetraethylammonium hydroxide (TEAOH), or inorganic cations, ie Na + or K + . During crystallization, the tetrahedral units organize around the SDA to form the desired framework, and the SDA is often embedded within the pore structure of the zeolite crystal. In one or more embodiments, the crystallization of the molecular sieve can be obtained by the addition of structure directing agents / templates, crystal nuclei or elements. In some cases, crystallization can be performed at a temperature of less than 100 ° C.

本明細書で使用される「促進される(た)」との用語は、モレキュラーシーブに固有の不純物とは対照的に、モレキュラーシーブに意図的に添加される(た)成分を指す。したがって、助触媒は、意図的に添加された助触媒を有さない触媒と比較して、触媒の活性を高めるために意図的に添加される。窒素酸化物のSCRを促進するために、1つ以上の実施形態では、適切な金属がモレキュラーシーブ中に交換導入される。1つ以上の実施形態によれば、モレキュラーシーブは、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せから選択される金属で促進される。特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、Cu、Fe及びそれらの組合せで促進される。   As used herein, the term “promoted” refers to a component that is intentionally added to the molecular sieve as opposed to impurities inherent in the molecular sieve. Thus, the cocatalyst is intentionally added to increase the activity of the catalyst as compared to a catalyst that does not have an intentionally added cocatalyst. To promote nitrogen oxide SCR, in one or more embodiments, a suitable metal is exchanged into the molecular sieve. According to one or more embodiments, the molecular sieve is promoted with a metal selected from Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag, and combinations thereof. In certain embodiments, the molecular sieve is promoted with Cu, Fe, and combinations thereof.

酸化物として計算されるモレキュラーシーブの助触媒金属含有率は、1つ以上の実施形態では、少なくとも約0.1質量%であり、揮発分を含まないことをベースに報告される。特定の実施形態では、助触媒金属はCuを含み、かつCuOとして計算されるCu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、約10質量%までの範囲内にあり、例えば9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.5及び0.1質量%である。特定の実施形態では、CuOとして計算されるCu含有率は、約2〜約5質量%の範囲内にある。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   The co-catalyst metal content of the molecular sieve calculated as oxide is at least about 0.1% by weight in one or more embodiments and is reported on the basis that it contains no volatiles. In certain embodiments, the co-catalyst metal comprises Cu and the Cu content calculated as CuO is based on the total mass of calcined molecular sieves reported on an oxide basis without volatile matter, It is in the range up to about 10% by weight, for example 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 and 0.1% by weight. In certain embodiments, the Cu content calculated as CuO is in the range of about 2 to about 5 weight percent. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

2〜300のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 2 to 300, the Cu content is 0.1 to 10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

5〜250のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 5 to 250, the Cu content is 0.1 to 10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

5〜200のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 5 to 200, the Cu content is 0.1 to 10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

5〜100のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For specific molecular sieves having a SAR of 5 to 100, the Cu content is 0.1 to 10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

5〜50のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For certain molecular sieves having a SAR of 5-50, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

10〜250のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 10 to 250, the Cu content is 0.1 to 10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

10〜200のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 10-200, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis, Alternatively, it may be in the range of 0.5-8% by mass, or 0.8-6% by mass, or 1-4% by mass, or even 2-3% by mass. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

10〜100のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 10 to 100, the Cu content is 0.1 to 10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

10〜75のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 10-75, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis, Alternatively, it may be in the range of 0.5-8% by mass, or 0.8-6% by mass, or 1-4% by mass, or even 2-3% by mass. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

10〜60のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For certain molecular sieves having a SAR of 10-60, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

10〜50のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 10-50, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on a volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

15〜100のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For certain molecular sieves having a SAR of 15-100, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

15〜75のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For a specific molecular sieve having a SAR of 15-75, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis, Alternatively, it may be in the range of 0.5-8% by mass, or 0.8-6% by mass, or 1-4% by mass, or even 2-3% by mass. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

15〜60のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For certain molecular sieves having a SAR of 15-60, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

15〜50のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For certain molecular sieves having a SAR of 15-50, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

20〜100のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For specific molecular sieves having a SAR of 20-100, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

20〜75のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For specific molecular sieves having a SAR of 20-75, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

20〜60のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For specific molecular sieves with a SAR of 20-60, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

20〜50のSARを有する特定のモレキュラーシーブについて、Cu含有率は、揮発分を含まない酸化物ベースで報告される焼成済モレキュラーシーブの全質量をそのつど基準として、0.1〜10質量%、又は0.5〜8質量%、又は0.8〜6質量%、又は1〜4質量%、又はさらに2〜3質量%の範囲にあってよい。より特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SARとCu含有率とのこの特定の組合せを有し、モレキュラーシーブの球状粒子は、約0.5〜約5ミクロン、より具体的には約1.2〜約3.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有し、かつモレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nmの範囲の結晶サイズを有する。   For specific molecular sieves having a SAR of 20-50, the Cu content is 0.1-10% by weight, based on the total weight of the calcined molecular sieve reported on an volatile-free oxide basis, in each case. , Or 0.5-8 mass%, or 0.8-6 mass%, or 1-4 mass%, or even 2-3 mass%. In a more specific embodiment, the molecular sieve has this specific combination of SAR and Cu content, and the spherical particles of the molecular sieve are about 0.5 to about 5 microns, more specifically about 1. The individual crystals of the molecular sieve have a median particle size in the range of 2 to about 3.5 microns and the crystal size in the range of about 100 to about 250 nm.

理論に縛られることを意図するものではないが、モレキュラーシーブが4価の金属で同形置換されている場合、4価の金属は四面体原子としてゼオライト骨格中に埋め込まれており、構造的にも電子的にも活性助触媒金属中心に密接に結合することができると考えられる。1つ以上の実施形態では、助触媒金属を、同形置換されたモレキュラーシーブ内へとイオン交換されてよい。特定の実施形態では、銅を、同形置換されたモレキュラーシーブ内へとイオン交換導入されてよい。この金属は、同形置換されたモレキュラーシーブの調製又は製造後に交換されてもよい。   While not intending to be bound by theory, when the molecular sieve is isomorphously substituted with a tetravalent metal, the tetravalent metal is embedded in the zeolite framework as a tetrahedral atom, and structurally It is considered that it can be electronically bonded to the active promoter metal center. In one or more embodiments, the cocatalyst metal may be ion exchanged into an isomorphously substituted molecular sieve. In certain embodiments, copper may be ion exchanged into isomorphously substituted molecular sieves. This metal may be replaced after the preparation or manufacture of isomorphically substituted molecular sieves.

多孔性及び粒子の形状及び大きさ:
1つ以上の実施形態では、触媒材料は、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を含む。本明細書で使用される「凝集体」又は「凝集」との用語は、一次粒子のクラスター又は集合体、すなわちモレキュラーシーブの結晶を指す。
Porosity and particle shape and size:
In one or more embodiments, the catalyst material comprises spherical particles that include agglomerates of molecular sieve crystals. The term “aggregate” or “aggregation” as used herein refers to clusters or aggregates of primary particles, ie, crystals of molecular sieves.

1つ以上の実施形態では、球状粒子は、約0.5〜約5ミクロンの範囲、例えば0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.75、2.0、2.25、2.5、2.75、3.0、3.25、3.5、3.75、4、4.24、4.5、4.75及び5ミクロンといった範囲のメジアン径を有する。球状粒子の粒径は、顕微鏡、より具体的には走査型電子顕微鏡(SEM)によって測定することができる。1つ以上の特定の実施形態では、球状粒子は、約1.0〜約5ミクロンの範囲で、例えば約1.2〜約3.5ミクロンの範囲といったメジアン粒径を有する。本明細書で使用される「メジアン粒径」との用語は、球状粒子のメジアン断面直径を指す。1つ以上の実施形態では、球状粒子の少なくとも80%は、0.5〜2.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する。   In one or more embodiments, the spherical particles range from about 0.5 to about 5 microns, such as 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0,. 1, 1.2, 1.25, 1.3, 1.35, 1.4, 1.45, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, It has a median diameter in the range of 3.0, 3.25, 3.5, 3.75, 4, 4.24, 4.5, 4.75 and 5 microns. The particle size of the spherical particles can be measured with a microscope, more specifically with a scanning electron microscope (SEM). In one or more specific embodiments, the spherical particles have a median particle size in the range of about 1.0 to about 5 microns, such as in the range of about 1.2 to about 3.5 microns. As used herein, the term “median particle size” refers to the median cross-sectional diameter of a spherical particle. In one or more embodiments, at least 80% of the spherical particles have a median particle size in the range of 0.5 to 2.5 microns.

1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブの個々の結晶は、約1〜約250nmの範囲、例えば1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240及び250nmといった範囲の結晶サイズを有する。モレキュラーシーブの個々の結晶の結晶サイズは、顕微鏡、より具体的には走査型電子顕微鏡(SEM)によって測定することができる。特定の実施形態では、モレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜約250nm、又は約100〜約200nmの範囲の結晶サイズを有する。一般的に、モレキュラーシーブの個々の結晶の形状に関する限り、特に制限はない。1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブの個々の結晶は、立方晶系、球晶系、小板体、針状体、等軸晶系、八方晶系、正方晶系、六方晶系、斜方晶系、三角晶系など、又はそれらの任意の組合せであってよいが、これらに限定されない。   In one or more embodiments, the individual crystals of the molecular sieve are in the range of about 1 to about 250 nm, such as 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110. , 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240 and 250 nm. The crystal size of the individual crystals of the molecular sieve can be measured with a microscope, more specifically with a scanning electron microscope (SEM). In certain embodiments, the individual crystals of the molecular sieve have a crystal size in the range of about 100 to about 250 nm, or about 100 to about 200 nm. In general, there is no particular limitation as far as the shape of the individual crystals of the molecular sieve is concerned. In one or more embodiments, the individual crystals of the molecular sieve are cubic, spherulitic, platelet, acicular, equiaxed, octagonal, tetragonal, hexagonal, oblique It may be, but is not limited to, tetragonal, triangular, etc., or any combination thereof.

理論に縛られることを意図するものではないが、1つ以上の実施形態では、触媒材料は単分散したスノーボール(snowball)構造を有すると考えられる。本明細書で使用される「単分散したスノーボール」との用語は、多数の個々のモレキュラーシーブ結晶の配置又は集合が実質的に球状の塊になったものを指す。本明細書で使用される「単分散した」との用語は、個々のモレキュラーシーブ結晶が、均一で、かつほぼ同じサイズであり、約1〜約250ナノメートルの範囲の結晶サイズを有することを意味する。単分散したスノーボールは、スノーボールを形成する個々のスノー粒子に似ている。他の実施形態では、触媒材料は、球状のスノーボール構造を有し、ここで、球状粒子の少なくとも80%は、0.5〜2.5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する。   While not intending to be bound by theory, it is believed that in one or more embodiments, the catalyst material has a monodispersed snowball structure. As used herein, the term “monodispersed snowball” refers to a substantially spherical mass of an arrangement or collection of a number of individual molecular sieve crystals. As used herein, the term “monodispersed” means that the individual molecular sieve crystals are uniform and approximately the same size and have a crystal size in the range of about 1 to about 250 nanometers. means. Monodispersed snowballs are similar to the individual snow particles that form a snowball. In other embodiments, the catalyst material has a spherical snowball structure, wherein at least 80% of the spherical particles have a median particle size in the range of 0.5 to 2.5 microns.

1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブの個々の結晶がミクロ凝集体を形成し、これが次いでマクロ凝集したスノーボール構造を形成する。1つ以上の実施形態では、ミクロ凝集体は、1.0ミクロン未満、例えば0.9ミクロン未満、0.8ミクロン未満、0.7ミクロン未満、0.6ミクロン未満、0.5ミクロン未満、0.4ミクロン未満、0.3ミクロン未満、0.2ミクロン未満、及び0.1ミクロン未満といった範囲のサイズを有し、かつマクロ凝集体の球状スノーボールは、約0.5ミクロン〜約5ミクロン、例えば約1.2ミクロン〜約3.5ミクロンといった範囲の粒径を有する。ミクロ凝集体のサイズは、顕微鏡、より具体的には走査型電子顕微鏡(SEM)によって測定することができる。   In one or more embodiments, individual crystals of molecular sieves form microaggregates, which in turn form macroaggregated snowball structures. In one or more embodiments, the microaggregates are less than 1.0 microns, such as less than 0.9 microns, less than 0.8 microns, less than 0.7 microns, less than 0.6 microns, less than 0.5 microns, Spherical snowballs having sizes in the range of less than 0.4 microns, less than 0.3 microns, less than 0.2 microns, and less than 0.1 microns, and macroaggregates are from about 0.5 microns to about 5 microns. It has a particle size in the range of microns, for example from about 1.2 microns to about 3.5 microns. The size of the microaggregates can be measured with a microscope, more specifically with a scanning electron microscope (SEM).

1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは同形置換ゼオライト骨格材料を含み、ここで、ケイ素原子の一部分は4価の金属で同形置換されている。本発明の実施形態による同形置換ゼオライト骨格材料は、ウォッシュコートとして提供することができる。同形置換ゼオライト骨格材料は、一般的に非常に多孔質であるウォッシュコートを提供する。同形置換ゼオライト骨格材料の粒径は、一般的に1〜2μmの範囲にある。さらに、理論に縛られることを意図するものではないが、4価の金属、特にチタンの存在がゼオライト結晶を制御することで、単分散したスノーボール構造が生じると考えられる。換言すれば、モレキュラーシーブは、4価の金属で同形置換されているモレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する。当業者には明らかであるように、同形置換ゼオライト骨格材料を含むモレキュラーシーブの粒子は、当該技術分野で公知の従来の方法に従って調製されたCHA構造を有するモレキュラーシーブよりも相当大きい。そのような従来法で調製されたモレキュラーシーブは、約0.5μm未満の粒径を有することで知られている。   In one or more embodiments, the molecular sieve includes an isomorphously substituted zeolitic framework material, wherein a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with a tetravalent metal. The isomorphous substituted zeolite framework material according to embodiments of the present invention can be provided as a washcoat. The isomorphously substituted zeolite framework material provides a washcoat that is generally very porous. The particle size of the isomorphous substituted zeolite framework material is generally in the range of 1-2 μm. Furthermore, although not intended to be bound by theory, it is believed that the presence of a tetravalent metal, particularly titanium, controls the zeolite crystals to produce a monodispersed snowball structure. In other words, molecular sieves include agglomerates of molecular sieve crystals that are isomorphously substituted with a tetravalent metal. As will be apparent to those skilled in the art, the particles of the molecular sieve comprising the isomorphously substituted zeolite framework material are considerably larger than the molecular sieve having a CHA structure prepared according to conventional methods known in the art. Molecular sieves prepared by such conventional methods are known to have a particle size of less than about 0.5 μm.

1つ以上の実施形態の単分散したスノーボール構造は、図1の概略図によって、より容易に理解され得る。図1を参照すると、触媒材料の例示的な実施形態が示されている。触媒材料は、結晶20の凝集を包含する球状粒子10を含む。球状粒子10は、約0.5〜約5ミクロンで、例えば約1.2〜約3.5ミクロンを含む粒径Sを有する。モレキュラーシーブの個々の結晶20は、約1〜約250ナノメートル、例えば約100〜250nm、又は100〜200nmといった範囲を含む結晶サイズSを有する。1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブの個々の結晶20は、ミクロ凝集体30を形成し、これが次いでマクロ凝集したスノーボール構造10を形成する。ミクロ凝集体30は、1.0ミクロン未満かつ0ミクロン超の範囲のサイズSを有する。 The monodispersed snowball structure of one or more embodiments can be more easily understood by the schematic diagram of FIG. Referring to FIG. 1, an exemplary embodiment of a catalyst material is shown. The catalyst material includes spherical particles 10 that include agglomeration of crystals 20. Spherical particles 10 have a particle size S p containing from about 0.5 to about 5 microns, for example from about 1.2 to about 3.5 microns. Individual crystals of the molecular sieve 20 has a crystal size S c which includes a range from about 1 to about 250 nanometers, such as about 100 to 250 nm, or such as 100 to 200 nm. In one or more embodiments, the individual crystals 20 of the molecular sieve form a microaggregate 30 which in turn forms a macroaggregated snowball structure 10. Micro aggregate 30 has a size S m in the range greater than 1.0 microns below and 0 microns.

当業者には明らかであるように、モレキュラーシーブの結晶の球状粒子は、凝集したスノーボール構造を持たないCHA構造を有するモレキュラーシーブとは構造が相当異なっている。   As will be apparent to those skilled in the art, the molecular sieve crystal spherical particles are significantly different in structure from molecular sieves having a CHA structure without an aggregated snowball structure.

本発明の実施形態による触媒材料は、例えば傾瀉(デカンテーション)、濾過、遠心分離又は噴霧といった分離技術からの粉末又は噴霧された材料の形態で提供することができる。   The catalyst material according to embodiments of the present invention can be provided in the form of a powder or sprayed material from a separation technique such as decantation, filtration, centrifugation or spraying.

一般に、粉末又は噴霧された材料は、他の任意の化合物なしで成形することができ、例えば、適切な圧縮によって、所望の形状の成形品、例えばタブレット、シリンダー、球体などを得ることができる。   In general, the powder or sprayed material can be molded without any other compound, for example, by appropriate compression, a molded product of a desired shape, such as a tablet, cylinder, sphere, etc. can be obtained.

例として、粉末又は噴霧された材料は、当技術分野で周知の適切な改質剤と混合されるか又はコーティングされる。例として、シリカ、アルミナ、ゼオライト又は耐火性結合剤(例えばジルコニウム前駆体)などの改質剤を使用してよい。粉末又は噴霧された材料は、任意に適切な改質剤との混合又はコーティング後に、例えば水と共にスラリーを形成してよく、これが適切な耐火性担体、例えばフロースルー型ハニカム基材担体又はウォールフロー型ハニカム基材担体上に堆積される。   By way of example, the powder or sprayed material is mixed or coated with suitable modifiers well known in the art. By way of example, modifiers such as silica, alumina, zeolites or refractory binders (eg zirconium precursors) may be used. The powder or sprayed material may optionally form a slurry with, for example, water after mixing or coating with a suitable modifier, which may be a suitable refractory carrier, such as a flow-through honeycomb substrate carrier or wall flow. Deposited on a type honeycomb substrate carrier.

本発明の実施形態による触媒材料はまた、粒状触媒の固定層として、又はプレート、サドル、チューブなどといった成形片として使用するために、押出物、ペレット、タブレット、又は他の任意の適切な形状の粒子の形態で提供することができる。   The catalyst material according to embodiments of the present invention may also be in the form of extrudates, pellets, tablets, or any other suitable shape for use as a fixed bed of granular catalyst or as a shaped piece such as a plate, saddle, tube, etc. It can be provided in the form of particles.

SCR触媒複合体:
政令により、軽量車及び大型車に対するNO削減技術の使用が義務づけられている。アンモニアを用いたNOの選択的接触還元(SCR)が、NO制御のための効率的で支配的な排出制御技術である。例示的な実施形態では、400℃以上の温度での増大したアンモニア貯蔵容量と、水に対するアンモニア貯蔵を促進する能力とを有するSCR触媒複合体が提供される。1つ以上の実施形態の触媒材料は、ディーゼルエンジン、リーンバーンガソリン直噴エンジン及び圧縮天然ガスエンジンを含む任意のリーンバーンエンジンにおいて使用することができるものの、特定の実施形態では、触媒材料はリーンバーンガソリン直噴(GDI)エンジンにおいて使用されることになる。
SCR catalyst complex:
The ordinance, use of the NO x reduction technologies for lightweight vehicles and heavy vehicles is obligatory. Selective catalytic reduction (SCR) of NO x using ammonia is an efficient and dominant emission control technique for NO x control. In an exemplary embodiment, an SCR catalyst composite is provided that has an increased ammonia storage capacity at a temperature of 400 ° C. or higher and the ability to promote ammonia storage in water. While the catalyst material of one or more embodiments can be used in any lean burn engine, including diesel engines, lean burn gasoline direct injection engines and compressed natural gas engines, in certain embodiments, the catalyst material is lean It will be used in burn gasoline direct injection (GDI) engines.

本発明の実施形態は、SCR触媒材料と、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料とを含む触媒複合体に関する。このSCR触媒複合体は、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効であり、400℃での最小NH3貯蔵量は0.1g/Lである。1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料は、アンモニアと窒素酸化物との反応を促進して150℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させ、また、アンモニア貯蔵材料は、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効であり、400℃での最小NH3貯蔵量は0.1g/Lである。意想外にも、この触媒複合体は、排気ガス浄化触媒成分において、とりわけSCR触媒材料として特に適していることがわかった。 Embodiments of the present invention relate to a catalyst composite comprising an SCR catalyst material and an ammonia storage material comprising a transition metal having an oxidation number IV. This SCR catalyst composite is effective for storing ammonia at 400 ° C. or higher, and the minimum NH 3 storage amount at 400 ° C. is 0.1 g / L. In one or more embodiments, the SCR catalyst material promotes the reaction of ammonia with nitrogen oxides to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 150 ° C. to 600 ° C. The material is effective for storing ammonia above 400 ° C., and the minimum NH 3 storage at 400 ° C. is 0.1 g / L. Surprisingly, it has been found that this catalyst composite is particularly suitable as an SCR catalyst material, particularly in exhaust gas purification catalyst components.

1つ以上の実施形態によれば、SCR触媒複合体は、SCR触媒材料とアンモニア貯蔵材料とを含む。1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料は、モレキュラーシーブ、混合酸化物、及び活性化された耐火性金属酸化物担体のうちの1つ以上を含む。   According to one or more embodiments, the SCR catalyst composite includes an SCR catalyst material and an ammonia storage material. In one or more embodiments, the SCR catalyst material includes one or more of molecular sieves, mixed oxides, and activated refractory metal oxide supports.

1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料はモレキュラーシーブを含む。1つ以上の実施形態によれば、アンモニア貯蔵材料は、酸化数IVを有する遷移金属を含む。理論に縛られることを意図するものではないが、形式的酸化数IVを有する元素の存在が、高温でのアンモニア貯蔵を増大させるのに役立つと考えられる。1つ以上の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属は、酸化物の形態であってもよく又はSCR触媒材料に実質的に埋め込まれていてもよい。本明細書で使用される「酸化数IVを有する遷移金属」との用語は、その原子価(最外電子殻)における共有化学結合に利用可能な4つの電子を持つ状態を有する金属を指す。酸化数IVを有する遷移金属は、ゲルマニウム(Ge)、セリウム(Ce)並びに周期律表の第4族に位置する遷移金属、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)及びハフニウム(Hf)を含む。1つ以上の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属は、Ti、Ce、Zr、Hf、Ge及びそれらの組合せから選択される。特定の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属はTiを含む。   In one or more embodiments, the SCR catalyst material includes a molecular sieve. According to one or more embodiments, the ammonia storage material includes a transition metal having an oxidation number IV. While not intending to be bound by theory, it is believed that the presence of an element having a formal oxidation number IV helps to increase ammonia storage at high temperatures. In one or more embodiments, the transition metal having an oxidation number IV may be in the form of an oxide or may be substantially embedded in the SCR catalyst material. As used herein, the term “transition metal with oxidation number IV” refers to a metal having a state with four electrons available for covalent chemical bonding at its valence (outermost electron shell). Transition metals having an oxidation number IV include germanium (Ge), cerium (Ce), and transition metals located in group 4 of the periodic table, titanium (Ti), zirconium (Zr), and hafnium (Hf). In one or more embodiments, the transition metal having an oxidation number IV is selected from Ti, Ce, Zr, Hf, Ge, and combinations thereof. In certain embodiments, the transition metal having an oxidation number IV comprises Ti.

本発明の1つ以上の実施形態は、SCR触媒材料と、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料とを含むSCR触媒複合体に関し、ここで、SCR触媒材料とアンモニア貯蔵材料とは層状の配置又は関係にある。1つ以上の実施形態では、アンモニア貯蔵材料は、任意のフレキシブルな形態をとっていてよく、例えばSCR触媒材料と層状形成されるか又は均一に混合されており、かつ同じSCR触媒材料内に実質的に導入されている。1つ以上の実施形態によれば、アンモニア貯蔵材料はSCR触媒材料の上に層として分散される。1つ以上の実施形態によれば、SCR触媒材料は基材上にウォッシュコートされ、次いでアンモニア貯蔵材料がSCR触媒材料を覆う層としてウォッシュコートされる。   One or more embodiments of the present invention relate to an SCR catalyst composite that includes an SCR catalyst material and an ammonia storage material that includes a transition metal having an oxidation number of IV, wherein the SCR catalyst material and the ammonia storage material are layered. Are in an arrangement or relationship. In one or more embodiments, the ammonia storage material may take any flexible form, for example layered or homogeneously mixed with the SCR catalyst material and substantially within the same SCR catalyst material. Has been introduced. According to one or more embodiments, the ammonia storage material is dispersed as a layer over the SCR catalyst material. According to one or more embodiments, the SCR catalyst material is washcoated on the substrate, and then the ammonia storage material is washcoated as a layer over the SCR catalyst material.

他の実施形態では、SCR触媒材料とアンモニア貯蔵材料とは、ゾーン形成されて配置される。1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料とアンモニア貯蔵材料とは、横方向にゾーン形成して配置され、アンモニア貯蔵材料はSCR触媒材料より上流にある。本明細書で使用される「横方向にゾーン形成されて」との用語は、SCR触媒材料とアンモニア貯蔵材料とが相対して配置されていることを指す。「横方向」とは、SCR触媒材料の上流にアンモニア貯蔵材料があるように、SCR触媒材料とアンモニア貯蔵材料とが隣り合って配置されるよう並んでいることを意味する。本明細書で使用される「上流」及び「下流」との用語は、エンジンから排気管に向かうエンジン排気ガス流の流れに従った相対方向を指し、エンジンは上流側に位置しており、排気管並びにフィルター及び触媒といった汚染低減物品のいずれもエンジンより下流にある。1つ以上の実施形態によれば、横方向にゾーン形成されたアンモニア貯蔵材料とSCR触媒材料とは、同じ若しくは共通の基材上に又は互いに別個の異なる基材上に配置されていてよい。   In other embodiments, the SCR catalyst material and the ammonia storage material are arranged in zones. In one or more embodiments, the SCR catalyst material and the ammonia storage material are arranged in a lateral zone and the ammonia storage material is upstream from the SCR catalyst material. As used herein, the term “laterally zoned” refers to the relative positioning of the SCR catalyst material and the ammonia storage material. “Lateral” means that the SCR catalyst material and the ammonia storage material are arranged side by side so that the ammonia storage material is upstream of the SCR catalyst material. As used herein, the terms “upstream” and “downstream” refer to relative directions according to the flow of engine exhaust gas flow from the engine to the exhaust pipe, where the engine is located upstream and the exhaust All of the pollution-reducing items such as tubes and filters and catalysts are downstream from the engine. According to one or more embodiments, the laterally zoned ammonia storage material and the SCR catalyst material may be disposed on the same or common substrate or on different substrates that are separate from each other.

さらに別の実施形態では、SCR触媒材料は、アンモニア貯蔵材料でイオン交換されている。   In yet another embodiment, the SCR catalyst material is ion exchanged with an ammonia storage material.

1つ以上の実施形態では、層状の又はゾーン形成された配置において、酸化数IVを有する遷移金属は、酸化物の形態で存在していても、イオン交換されていても、又はゼオライト骨格位置で同形置換されていてもよい。例えば、特定の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属はチタンを含む。酸化数IVを有する遷移金属が酸化物の形態で存在するそのような実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料が支持材料にわたって分散される。   In one or more embodiments, in a layered or zoned arrangement, the transition metal having an oxidation number IV may be present in the form of an oxide, ion-exchanged, or at the zeolite framework position. It may be isomorphously substituted. For example, in certain embodiments, the transition metal having an oxidation number IV includes titanium. In such embodiments where the transition metal having an oxidation number IV is present in the form of an oxide, an ammonia storage material comprising the transition metal having an oxidation number IV is dispersed across the support material.

図2を参照すると、横方向にゾーン形成されたシステムの例示的な実施形態が示されている。SCR触媒複合体200が、横方向にゾーン形成された配置で示されており、ここで、共通の基材230上でアンモニア貯蔵材料210が、SCR触媒材料220の上流に配置されている。基材230は、軸方向長さLを規定する入口端240及び出口端250を有する。1つ以上の実施形態では、基材230は、一般的にハニカム基材の複数のチャネル260を有し、明確にするために、そのうちの1つのチャネルのみが断面で示されている。アンモニア貯蔵材料210は、基材230の入口端240から基材230の軸方向長さL全体には至らずに延びている。アンモニア貯蔵材料210の長さは、図2における第1のゾーン210aとして示されている。アンモニア貯蔵材料210は、酸化数IVを有する遷移金属を含む。SCR触媒材料220は、基材230の出口端250から基材230の軸方向長さL全体には至らずに延びている.SCR触媒材料220の長さは、図2における第2のゾーン220aとして示されている。SCR触媒材料220は、アンモニアと窒素酸化物との反応を促進して150℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させ、またアンモニア貯蔵材料210は、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効であり、最小NH3貯蔵量は0.00001g/Lである。 Referring to FIG. 2, an exemplary embodiment of a laterally zoned system is shown. The SCR catalyst composite 200 is shown in a laterally zoned arrangement, where an ammonia storage material 210 is placed upstream of the SCR catalyst material 220 on a common substrate 230. The substrate 230 has an inlet end 240 and an outlet end 250 that define an axial length L. In one or more embodiments, the substrate 230 generally has a plurality of honeycomb substrate channels 260, of which only one channel is shown in cross-section for clarity. The ammonia storage material 210 extends from the inlet end 240 of the base material 230 without reaching the entire axial length L of the base material 230. The length of the ammonia storage material 210 is shown as the first zone 210a in FIG. The ammonia storage material 210 includes a transition metal having an oxidation number IV. The SCR catalyst material 220 extends from the outlet end 250 of the base material 230 without reaching the entire axial length L of the base material 230. The length of the SCR catalyst material 220 is shown as the second zone 220a in FIG. The SCR catalyst material 220 promotes the reaction between ammonia and nitrogen oxide to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 150 ° C. to 600 ° C., and the ammonia storage material 210 is 400 ° C. or higher. Effective for storing ammonia, the minimum NH 3 storage is 0.00001 g / L.

第1のゾーン210a及び第2のゾーン220aの長さは変更可能であることを理解されたい。1つ以上の実施形態では、第1のゾーン210a及び第2のゾーン220aの長さは等しくてよい。他の実施形態では、第1のゾーンは、基材の長さLの20%、25%、35%又は40%、60%、65%、75%又は80%であってよく、ここで、第2のゾーンは、そのつど基材の長さLの残りの部分となる。   It should be understood that the lengths of the first zone 210a and the second zone 220a can be varied. In one or more embodiments, the lengths of the first zone 210a and the second zone 220a may be equal. In other embodiments, the first zone may be 20%, 25%, 35% or 40%, 60%, 65%, 75% or 80% of the substrate length L, where: The second zone is the remaining part of the length L of the substrate each time.

図3を参照すると、横方向にゾーン形成されたSCR触媒複合体110の別の実施形態が示されている。示されているSCR触媒複合体110は、横方向にゾーン形成された配置で示されており、ここで、別個の基材112及び113上でアンモニア貯蔵材料118がSCR触媒材料120の上流に配置されている。アンモニア貯蔵材料118は、基材112上に堆積されており、かつSCR触媒材料は、別個の基材113上に堆積されている。基材112及び113は、同じ材料又は異なる材料で構成されていてよい。基材112は、軸方向長さL1を規定する入口端122a及び出口端124aを有する。基材113は、軸方向長さL2を規定する入口端122b及び出口端124bを有する。1つ以上の実施形態では、基材112及び113は、一般的にハニカム基材の複数のチャネル114を有し、明確にするために、そのうちの1つのチャネルのみが断面で示されている。アンモニア貯蔵材料118は、基材112の入口端122aから基材112の軸方向長さL1全体を通じて出口端124aに延びている。アンモニア貯蔵材料118の長さは、図3における第1のゾーン118aとして示されている。アンモニア貯蔵材料118は、酸化数IVを有する遷移金属を含む。SCR触媒材料120は、基材113の出口端124bから基材113の軸方向長さL2全体を通じて入口端122bに延びている。SCR触媒材料120は、第2のゾーン120aを規定する。SCR触媒材料の長さは、図3における第2のゾーン20bとして示されている。SCR触媒材料120は、アンモニアと窒素酸化物との反応を促進して150℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させ、かつアンモニア貯蔵材料118は、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効であり、最小NH3貯蔵量は0.00001g/Lである。ゾーン118a及び120aの長さは、図2に関して記載したように変更可能である。 Referring to FIG. 3, another embodiment of a laterally zoned SCR catalyst composite 110 is shown. The illustrated SCR catalyst composite 110 is shown in a laterally zoned arrangement, where ammonia storage material 118 is located upstream of SCR catalyst material 120 on separate substrates 112 and 113. Has been. The ammonia storage material 118 is deposited on the substrate 112 and the SCR catalyst material is deposited on a separate substrate 113. The substrates 112 and 113 may be composed of the same material or different materials. The substrate 112 has an inlet end 122a and an outlet end 124a that define an axial length L1. The base material 113 has an inlet end 122b and an outlet end 124b that define an axial length L2. In one or more embodiments, substrates 112 and 113 generally have a plurality of channels 114 of a honeycomb substrate, of which only one channel is shown in cross section for clarity. The ammonia storage material 118 extends from the inlet end 122a of the substrate 112 to the outlet end 124a through the entire axial length L1 of the substrate 112. The length of the ammonia storage material 118 is shown as the first zone 118a in FIG. The ammonia storage material 118 includes a transition metal having an oxidation number IV. The SCR catalyst material 120 extends from the outlet end 124b of the base material 113 to the inlet end 122b through the entire axial length L2 of the base material 113. The SCR catalyst material 120 defines a second zone 120a. The length of the SCR catalyst material is shown as the second zone 20b in FIG. The SCR catalyst material 120 promotes the reaction between ammonia and nitrogen oxide to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 150 ° C. to 600 ° C., and the ammonia storage material 118 is 400 ° C. or higher. Effective for storing ammonia, the minimum NH 3 storage is 0.00001 g / L. The length of zones 118a and 120a can be varied as described with respect to FIG.

1つ以上の実施形態では、アンモニア貯蔵材料及びSCR触媒材料を含むSCR触媒複合体は、フロースルー型又はウォールフロー型のフィルター上にコーティングされる。また、図4A及び図4Bは、複数の通路52を有するウォールフロー型フィルター基材35を示す。通路は、フィルター基材の内壁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。通路は交互に、入口端では入口プラグ58により塞がれ、かつ出口端では出口プラグにより60により塞がれて、入口54と出口56とで対向するチェッカーボードパターンを形成する。ガス流62が、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によって止められて、チャネル壁53(これは多孔質である)を通じて出口側66に向かって拡散する。ガスは、入口プラグ58があるために壁の入口側に戻ることはできない。   In one or more embodiments, an SCR catalyst composite comprising an ammonia storage material and an SCR catalyst material is coated on a flow-through or wall flow filter. 4A and 4B show a wall flow type filter substrate 35 having a plurality of passages 52. FIG. The passage is surrounded in a tubular shape by the inner wall 53 of the filter substrate. The substrate has an inlet end 54 and an outlet end 56. The passages are alternately closed at the inlet end by an inlet plug 58 and at the outlet end by an outlet plug 60 to form opposing checkerboard patterns at the inlet 54 and outlet 56. A gas stream 62 enters through the unblocked channel inlet 64 and is stopped by the outlet plug 60 and diffuses through the channel wall 53 (which is porous) toward the outlet side 66. The gas cannot return to the inlet side of the wall because of the inlet plug 58.

1つ以上の実施形態では、ウォールフロー型フィルター基材は、コージエライト、α−アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ−シリカ−マグネシア若しくはケイ酸ジルコニウムなどのセラミック様材料、又は多孔質で耐火性の金属から構成される。他の実施形態では、ウォールフロー型基材は、セラミック繊維複合材料から形成される。特定の実施形態では、ウォールフロー型基材は、コージエライト及び炭化ケイ素から形成される。そのような材料は、排気流の処理において発生する環境、特に高温に耐えることができる。   In one or more embodiments, the wall flow filter substrate is a ceramic-like material such as cordierite, alpha-alumina, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, mullite, spodumene, alumina-silica-magnesia or zirconium silicate, or Consists of porous and refractory metal. In other embodiments, the wall flow-type substrate is formed from a ceramic fiber composite material. In certain embodiments, the wall flow type substrate is formed from cordierite and silicon carbide. Such materials can withstand the environments generated in the treatment of exhaust streams, particularly high temperatures.

1つ以上の実施形態では、ウォールフロー型基材は、薄い多孔質壁のハニカムモノリスを含み、そこを流体流が、物品全体にわたる背圧又は圧力を大きく上昇させ過ぎることなく通過する。通常、清浄なウォールフロー型物品が存在することで、1インチの水柱から10psigまでの背圧が生じることになる。このシステムで使用されるセラミックウォールフロー型基材は、少なくとも5ミクロン(例えば5〜30ミクロン)の平均細孔径を有する少なくとも50%(例えば50〜75%)の多孔率を有する材料で形成される。1つ以上の実施形態では、基材は、少なくとも55%の多孔率を有し、かつ少なくとも10ミクロンの平均細孔径を有する。これらの多孔率及びこれらの平均細孔径を有する基材が以下に記載される技術でコーティングされる場合、優れたNO変換効率を達成するのに十分なレベルの触媒組成物を基材上に負荷させることができる。これらの基材は、SCR触媒で負荷されているにもかかわらず、依然として十分な排気流特性、すなわち許容可能な背圧を維持することができる。米国特許第4,329,162号明細書(United States Patent No. 4,329,162)を、適切なウォールフロー型基材の開示に関して、参照により本明細書に組み込む。 In one or more embodiments, the wall flow type substrate comprises a thin porous walled honeycomb monolith through which fluid flow passes without significantly increasing the back pressure or pressure across the article. Typically, the presence of clean wall flow type articles will result in back pressures from 1 inch of water column to 10 psig. The ceramic wall flow type substrate used in this system is formed of a material having a porosity of at least 50% (eg 50-75%) having an average pore size of at least 5 microns (eg 5-30 microns). . In one or more embodiments, the substrate has a porosity of at least 55% and an average pore size of at least 10 microns. When substrates having these porosities and these average pore sizes are coated with the techniques described below, sufficient levels of catalyst composition on the substrate to achieve excellent NO x conversion efficiency. Can be loaded. These substrates can still maintain sufficient exhaust flow properties, i.e. acceptable back pressure, despite being loaded with the SCR catalyst. United States Patent No. 4,329,162 (United States Patent No. 4,329,162) is hereby incorporated by reference with respect to the disclosure of suitable wall flow substrates.

商業的に使用される典型的なウォールフロー型フィルターは、本発明で利用されるウォールフロー型フィルターよりも低い壁多孔度、例えば約35〜50%で形成される。一般に、市販のウォールフロー型フィルターの細孔径分布は、典型的には非常に幅広く、平均細孔径は17ミクロンより小さい。   Typical wall flow filters used commercially are formed with a lower wall porosity, for example about 35-50%, than the wall flow filters utilized in the present invention. In general, the pore size distribution of commercially available wall flow filters is typically very broad with an average pore size of less than 17 microns.

1つ以上の実施形態で使用される多孔質のウォールフロー型フィルターは、前記要素の壁が1つ以上のSCR触媒材料をその上に有するか又はその中に含むことで触媒化される。触媒材料は、要素壁の入口側でのみ、出口側でのみ、入口側と出口側の両方に存在していてもよく、又は壁自体が、触媒材料のすべて若しくは一部で成っていてもよい。この発明は、要素の入口壁及び/又は出口壁上での触媒材料の1つ以上の層の使用及び触媒材料の1つ以上の層の組合せの使用を含む。   Porous wall flow filters used in one or more embodiments are catalyzed by having the element walls have or include one or more SCR catalyst materials thereon. The catalytic material may be present only on the inlet side of the element wall, only on the outlet side, both on the inlet side and on the outlet side, or the wall itself may consist of all or part of the catalytic material. . The invention includes the use of one or more layers of catalytic material on the inlet and / or outlet walls of the element and the use of a combination of one or more layers of catalytic material.

1つ以上の実施形態のSCR触媒複合体でウォールフロー型基材をコーティングするために、基材の上部がスラリーの表面の真上に位置するように、基材を触媒スラリーの一部に垂直方向に浸漬する。このようにして、スラリーは各ハニカム壁の入口面に接触するが、各壁の出口面に接触することは防止される。サンプルを約30秒間スラリーに放置する。基材がスラリーから移され、かつウォールフロー型基材からの余分なスラリーの除去作業が、初めにスラリーをチャネルから排出させ、次いで圧縮空気を(スラリー浸透の方向に対して)吹き付け、次いでスラリー浸透の方向から真空引きすることによって行われる。この技術を使用することによって、触媒スラリーは基材の壁に浸透するものの、細孔は、過度の背圧が完成基材に発生するほどまでには閉塞されない。本明細書で使用される「浸透する」との用語は、基材上の触媒スラリーの分散を説明するために使用される場合、触媒組成物が基材の壁全体にわたって分散されることを意味する。   To coat a wall flow type substrate with one or more embodiments of the SCR catalyst composite, the substrate is perpendicular to a portion of the catalyst slurry so that the top of the substrate is directly above the surface of the slurry. Immerse in the direction. In this way, the slurry contacts the inlet face of each honeycomb wall, but is prevented from contacting the outlet face of each wall. The sample is left in the slurry for about 30 seconds. The substrate is transferred from the slurry and the removal of excess slurry from the wall flow type substrate first drains the slurry from the channel, then blows compressed air (relative to the direction of slurry infiltration) and then the slurry This is done by drawing a vacuum from the direction of penetration. By using this technique, the catalyst slurry penetrates the walls of the substrate, but the pores are not occluded to the extent that excessive back pressure is generated on the finished substrate. The term “penetrating” as used herein, when used to describe the dispersion of a catalyst slurry on a substrate, means that the catalyst composition is dispersed throughout the walls of the substrate. To do.

コーティングされた基材は、典型的には約100℃で乾燥され、かつより高い温度(例えば300〜450℃)で焼成される。焼成後、触媒の負荷量は、基材のコーティング質量と非コーティング質量とを計算することにより求められることができる。当業者には明らかであるように、触媒負荷量は、コーティングスラリーの固形分を変えることによって変更可能である。代替的に、コーティングスラリーに基材を繰り返し浸漬し、続けて上記のように過剰のスラリーを除去してもよい。   The coated substrate is typically dried at about 100 ° C. and fired at higher temperatures (eg, 300-450 ° C.). After calcination, the catalyst loading can be determined by calculating the coated and uncoated mass of the substrate. As will be apparent to those skilled in the art, the catalyst loading can be varied by changing the solids content of the coating slurry. Alternatively, the substrate may be repeatedly dipped into the coating slurry, followed by removal of excess slurry as described above.

1つ以上の実施形態によれば、SCR触媒複合体のアンモニア貯蔵材料は、SCR触媒材料中に分散される。したがって、本発明の実施形態によれば、SCR触媒材料は、ケイ素(Si)イオン及びアルミニウム(Al)イオン、並びに任意にリン(P)イオンの骨格を有するモレキュラーシーブを含み、ここで、ケイ素原子の一部分は、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料で同形置換されている。   According to one or more embodiments, the ammonia storage material of the SCR catalyst composite is dispersed in the SCR catalyst material. Thus, according to an embodiment of the present invention, the SCR catalyst material comprises a molecular sieve having a skeleton of silicon (Si) ions and aluminum (Al) ions, and optionally phosphorus (P) ions, where silicon atoms Is isomorphously substituted with an ammonia storage material comprising a transition metal having an oxidation number IV.

1つ以上の実施形態では、排気ガス処理システムからスリップした任意のアンモニアを除去するために、アンモニア酸化(AMO)触媒をSCR触媒複合体の下流に設けてもよい。特定の実施形態では、AMOx触媒は、白金、パラジウム、ロジウム又はそれらの組合せといった白金族金属を含んでいてよい。 In one or more embodiments, an ammonia oxidation (AMO x ) catalyst may be provided downstream of the SCR catalyst complex to remove any ammonia slipped from the exhaust gas treatment system. In certain embodiments, the AMOx catalyst may include a platinum group metal such as platinum, palladium, rhodium, or combinations thereof.

AMO及び/又は単数若しくは複数のSCR触媒材料を、フロースルー型又はウォールフロー型のフィルター上にコーティングしてよい。ウォールフロー型基材が利用される場合、得られるシステムは、ガス状汚染物質と一緒に粒子状物質を除去することができる。ウォールフロー型フィルター基材は、コージエライト、チタン酸アルミニウム又は炭化ケイ素といった当該技術分野でよく知られている材料から構成されていてよい。ウォールフロー型基材上への触媒組成物の負荷量は、多孔度及び壁厚といった基材特性に依存し、かつ典型的には、フロースルー型基材上への負荷量よりも低くなることを理解されたい。 AMO x and / or one or more SCR catalyst materials may be coated on a flow-through or wall-flow filter. If a wall flow type substrate is utilized, the resulting system can remove particulate matter along with gaseous contaminants. The wall flow filter substrate may be composed of materials well known in the art such as cordierite, aluminum titanate or silicon carbide. The loading of the catalyst composition on the wall flow substrate depends on the substrate properties such as porosity and wall thickness and is typically lower than the loading on the flow through substrate. I want you to understand.

1つ以上の実施形態では、ケイ素原子の一部分が、酸化数IVを有する遷移金属で同形置換されている。換言すれば、ゼオライト骨格材料中のケイ素原子の一部分が、酸化数IVを有する遷移金属で置き換えられている。そのような同形置換は、ゼオライト骨格材料の結晶構造を有意には変えない。   In one or more embodiments, a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with a transition metal having an oxidation number IV. In other words, a portion of the silicon atoms in the zeolite framework material is replaced with a transition metal having an oxidation number IV. Such isomorphous substitution does not significantly change the crystal structure of the zeolite framework material.

典型的には、ゼオライトSCR触媒上でのNH貯蔵は、高度に動的なエンジン運転に対してより速いNO変換応答を得るために抑制される必要がある。理論に縛られることを意図するものではないが、先行技術のSCR触媒では、要求される高温でのNH貯蔵を、ゼオライトの空隙への弱いNH物理吸着、又は未使用の交換サイトのブレンステッド酸性に頼って達成することは、比較的多量の競合する水蒸気が存在するために不可能であると考えられる。 Typically, NH 3 storage over zeolite SCR catalysts needs to be suppressed to obtain a faster NO x conversion response for highly dynamic engine operation. While not intending to be bound by theory, prior art SCR catalysts provide the required high temperature NH 3 storage, weak NH 3 physisorption into the zeolite voids, or blends of unused exchange sites. Achieving this by relying on Steed acidity is considered impossible due to the presence of relatively large amounts of competing water vapor.

それゆえ、高温でのNH貯蔵を行うことができて、貯蔵のためにNHとHOとを区別することができる二次的機能サイトを実現すること、すなわち、ルイス酸性を利用する必要がある。本来NHは求核性(又は、より一般的には塩基性)であるため、ルイス酸性は、NH貯蔵のための追加的な手段を提供することができると考えられる。それに応じて、異なる酸化数を有する遷移金属が、ルイス酸性の強さを調整可能にもたらすことができる。一般に、遷移金属の酸価数が高ければ高いほど、ルイス酸性は強くなると見込まれる。したがって、酸化数IVを有する遷移金属は、NHを比較的高い温度で貯蔵することができる触媒材料をもたらすものとされる。 Therefore, realizing a secondary functional site that can perform NH 3 storage at high temperatures and can distinguish between NH 3 and H 2 O for storage, ie, utilizing Lewis acidity There is a need. Since NH 3 is inherently nucleophilic (or more generally basic), it is believed that Lewis acidity can provide an additional means for NH 3 storage. Accordingly, transition metals with different oxidation numbers can tunably provide Lewis acidity strength. In general, the higher the acid number of the transition metal, the stronger the Lewis acidity is expected. Thus, transition metals having an oxidation number IV are intended to provide catalytic materials that can store NH 3 at relatively high temperatures.

1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料は、SiO/AlO四面体を含むモレキュラーシーブを含む。1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料は、アンモニア貯蔵材料で同形置換されている。そのような実施形態では、SCR触媒材料は、MO/SiO/AlO四面体(ここで、Mは、酸化数IVを有する遷移金属である)を含み、かつ共通の酸素原子によって結合されて3次元ネットワークを形成する。酸化数IVを有する同形置換された遷移金属は、四面体原子(MO)としてモレキュラーシーブ中に埋め込まれている。そのとき、この同形置換された四面体ユニットは、ケイ素及びアルミニウムの四面体ユニットと一緒になってモレキュラーシーブの骨格を形成する。特定の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属はチタンを含み、かつSCR触媒材料は、そのときTiO/SiO/AlO四面体を含む。 In one or more embodiments, the SCR catalyst material comprises a molecular sieve comprising a SiO 4 / AlO 4 tetrahedron. In one or more embodiments, the SCR catalyst material is isomorphously replaced with an ammonia storage material. In such an embodiment, the SCR catalyst material comprises a MO 4 / SiO 4 / AlO 4 tetrahedron (where M is a transition metal having an oxidation number IV) and is bound by a common oxygen atom. To form a three-dimensional network. An isomorphously substituted transition metal having an oxidation number IV is embedded in the molecular sieve as tetrahedral atoms (MO 4 ). The isomorphously substituted tetrahedral unit then forms a molecular sieve skeleton with the silicon and aluminum tetrahedral units. In a particular embodiment, the transition metal having an oxidation number IV comprises titanium and the SCR catalyst material then comprises a TiO 4 / SiO 4 / AlO 4 tetrahedron.

他の実施形態では、SCR触媒材料は、SiO/AlO/PO四面体を含むモレキュラーシーブを含む。1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料は、アンモニア貯蔵材料で同形置換されている。そのような実施形態では、SCR触媒材料は、MO/SiO/AlO/PO四面体(ここで、Mは、酸化数IVを有する遷移金属である)を含み、かつ共通の酸素原子によって結合されて3次元ネットワークを形成する。酸化数IVを有する同形置換された遷移金属は、四面体原子(MO)としてモレキュラーシーブ中に埋め込まれている。同形置換された四面体ユニットは、ケイ素、アルミニウム及びリンの四面体ユニットと一緒になってモレキュラーシーブの骨格を形成する。特定の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属はチタンを含み、かつSCR触媒材料はTiO/SiO/AlO/PO四面体を含む。 In other embodiments, the SCR catalyst material comprises a molecular sieve comprising a SiO 4 / AlO 4 / PO 4 tetrahedron. In one or more embodiments, the SCR catalyst material is isomorphously replaced with an ammonia storage material. In such embodiments, the SCR catalyst material comprises a MO 4 / SiO 4 / AlO 4 / PO 4 tetrahedron (where M is a transition metal having an oxidation number IV) and a common oxygen atom To form a three-dimensional network. An isomorphously substituted transition metal having an oxidation number IV is embedded in the molecular sieve as tetrahedral atoms (MO 4 ). The isomorphously substituted tetrahedral units together with the silicon, aluminum and phosphorus tetrahedral units form the molecular sieve framework. In a particular embodiment, the transition metal having an oxidation number IV comprises titanium and the SCR catalyst material comprises a TiO 4 / SiO 4 / AlO 4 / PO 4 tetrahedron.

1つ以上の実施形態の同形置換されたモレキュラーシーブは、MO/(SiO)/AlO四面体(ここで、Mは、酸化数IVを有する金属である)の剛性ネットワークによって形成されるボイドの形状に従って主に区別される。 The isomorphously substituted molecular sieve of one or more embodiments is formed by a rigid network of MO 4 / (SiO 4 ) / AlO 4 tetrahedra (where M is a metal having an oxidation number IV). It is mainly distinguished according to the shape of the void.

1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料のモレキュラーシーブは、前で述べたもののいずれかから選択される構造型を有する。1つ以上の特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、MFI、BEA、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WEN及びそれらの組合せから選択される構造型を有する。他の特定の実施形態では、モレキュラー材料は、MFI、BEA、CHA、AEI、AFX、ERI、KFI、LEV及びそれらの組合せからなる群から選択される構造型を有する。非常に特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、CHA、AEI及びAFXから選択される構造型を有する。非常に特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、SSZ−13、SSZ−39又はSAPO−34を含む。別の非常に特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、アルミノシリケートゼオライト型であり、かつAEI構造型、例えばSSZ−39を有する。1つ以上の実施形態によれば、モレキュラーシーブをその構造型によって定義することは、同じ構造型を有する構造型並びにSAPO、ALPO及びMeAPO材料などの任意のあらゆる同一構造型の骨格材料を含むことを意図するものと理解されたい。   In one or more embodiments, the molecular sieve of the SCR catalyst material has a structural type selected from any of those previously described. In one or more specific embodiments, the molecular sieve is MFI, BEA, AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, It has a structural type selected from MWW, OFF, SAS, SAT, SAV, SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN and combinations thereof. In another particular embodiment, the molecular material has a structural type selected from the group consisting of MFI, BEA, CHA, AEI, AFX, ERI, KFI, LEV and combinations thereof. In a very particular embodiment, the molecular sieve has a structural type selected from CHA, AEI and AFX. In a very specific embodiment, the molecular sieve comprises SSZ-13, SSZ-39 or SAPO-34. In another very specific embodiment, the molecular sieve is of the aluminosilicate zeolite type and has an AEI structural type, such as SSZ-39. According to one or more embodiments, defining a molecular sieve by its structural type includes structural types that have the same structural type and any skeletal material of any identical structural type, such as SAPO, ALPO, and MeAPO materials. Should be understood as intended.

モレキュラーシーブのシリカ/アルミナ比は、広い範囲にわたって変化してよい。1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブは、2〜300の範囲、例えば5〜250;5〜200;5〜100;及び5〜50といった範囲のシリカ/アルミナモル比(SAR)を有する。1つ以上の特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、10〜200、10〜100、10〜75、10〜60及び10〜50;15〜100、15〜75、15〜60及び15〜50;20〜100、20〜75、20〜60及び20〜50の範囲のシリカ/アルミナモル比(SAR)を有する。   The silica / alumina ratio of the molecular sieve may vary over a wide range. In one or more embodiments, the molecular sieve has a silica / alumina molar ratio (SAR) in the range of 2 to 300, such as 5 to 250; 5 to 200; 5 to 100; and 5 to 50. In one or more specific embodiments, the molecular sieve is 10-200, 10-100, 10-75, 10-60 and 10-50; 15-100, 15-75, 15-60 and 15-50; Silica / alumina molar ratio (SAR) in the range of 20-100, 20-75, 20-60 and 20-50.

酸化数IVを有する遷移金属/アルミナ比は、非常に広い範囲にわたって変化してよい。1つ以上の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属/アルミナ比は、0.001〜10000の範囲、例えば0.001〜10000、0.001〜1000及び0.01〜10といった範囲にある。他の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属/アルミナ比は、0.01〜10の範囲、例えば0.01〜10、0.01〜5、0.01〜2及び0.01〜1といった範囲にある。特定の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属/アルミナ比は0.01〜2の範囲にある。   The transition metal / alumina ratio with oxidation number IV may vary over a very wide range. In one or more embodiments, the transition metal / alumina ratio having an oxidation number IV is in the range of 0.001 to 10000, such as 0.001 to 10000, 0.001 to 1000, and 0.01 to 10. . In other embodiments, the transition metal / alumina ratio having oxidation number IV is in the range of 0.01-10, such as 0.01-10, 0.01-5, 0.01-2, and 0.01-1. It is in the range. In certain embodiments, the transition metal / alumina ratio having oxidation number IV is in the range of 0.01-2.

特定の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属はチタンを含み、かつチタニア/アルミナ比は、0.001〜10000の範囲、例えば0.001〜10000、0.001〜1000及び0.01〜10といった範囲にある。他の実施形態では、チタニア/アルミナ比は、0.01〜10の範囲、例えば0.01〜10、0.01〜5、0.01〜2及び0.01〜1といった範囲にある。特定の実施形態では、チタニア/アルミナ比は0.01〜2の範囲にある。非常に特定の実施形態では、チタン/アルミナ比は、約1である。   In certain embodiments, the transition metal having an oxidation number IV comprises titanium and the titania / alumina ratio is in the range of 0.001 to 10,000, such as 0.001 to 10000, 0.001 to 1000, and 0.01 to It is in a range such as 10. In other embodiments, the titania / alumina ratio is in the range of 0.01 to 10, such as 0.01 to 10, 0.01 to 5, 0.01 to 2, and 0.01 to 1. In certain embodiments, the titania / alumina ratio is in the range of 0.01-2. In a very specific embodiment, the titanium / alumina ratio is about 1.

シリカ/酸化数IVを有する遷移金属比は、広い範囲にわたって変化してよい。この比は原子比であり、モル比ではないことに留意されたい。1つ以上の実施形態では、シリカ/酸化数IVを有する遷移金属比は、1〜100の範囲、例えば1〜50、1〜30、1〜25、1〜20、5〜20及び10〜20といった範囲にある。特定の実施形態では、シリカ/酸化数IVを有する遷移金属比は、約15である。1つ以上の実施形態では、酸化数IVを有する遷移金属はチタンを含み、かつシリカ/チタニア比は、1〜100の範囲、例えば1〜50、1〜30、1〜25、1〜20、5〜20及び10〜20といった範囲にある。特定の実施形態では、シリカ/チタニア比は、約15である。   The transition metal ratio with silica / oxidation number IV may vary over a wide range. Note that this ratio is an atomic ratio, not a molar ratio. In one or more embodiments, the transition metal ratio having silica / oxidation number IV is in the range of 1-100, such as 1-50, 1-30, 1-25, 1-20, 5-20 and 10-20. It is in the range. In a particular embodiment, the transition metal ratio with silica / oxidation number IV is about 15. In one or more embodiments, the transition metal having an oxidation number IV comprises titanium and the silica / titania ratio is in the range of 1-100, such as 1-50, 1-30, 1-25, 1-20, It exists in the range of 5-20 and 10-20. In certain embodiments, the silica / titania ratio is about 15.

窒素酸化物のSCRを促進するために、1つ以上の実施形態では、適切な金属がSCR触媒材料に交換導入される。1つ以上の実施形態によれば、SCR触媒材料は、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せから選択される金属で促進される。特定の実施形態では、SCR触媒材料は、Cu、Fe及びそれらの組合せで促進される。   In order to promote nitrogen oxide SCR, in one or more embodiments, a suitable metal is exchanged into the SCR catalyst material. According to one or more embodiments, the SCR catalyst material is promoted with a metal selected from Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag, and combinations thereof. In certain embodiments, the SCR catalyst material is promoted with Cu, Fe, and combinations thereof.

酸化物として計算されるSCR触媒材料の助触媒金属含有率は、1つ以上の実施形態では、少なくとも約0.1質量%であり、揮発分を含まないことをベースに報告される。特定の実施形態では、助触媒金属はCuを含み、かつCuOとして計算されるCu含有率は、揮発分を含まないことをベースに報告される焼成済SCR触媒材料の全質量をそのつど基準として、約10質量%までの範囲内にあり、例えば9、8、7、6、5、4、3、2及び1質量%である。特定の実施形態では、CuOとして計算されるCu含有率は、約2〜約5質量%の範囲内にある。   The promoter metal content of the SCR catalyst material, calculated as oxide, is reported to be at least about 0.1 wt% in one or more embodiments and free of volatiles. In a particular embodiment, the cocatalyst metal comprises Cu and the Cu content calculated as CuO is based on the total mass of calcined SCR catalyst material reported on the basis that it contains no volatiles each time. , In the range up to about 10% by weight, for example 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 and 1% by weight. In certain embodiments, the Cu content calculated as CuO is in the range of about 2 to about 5 weight percent.

理論に縛られることを意図するものではないが、SCR触媒材料が、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料で同形置換されている場合、酸化数IVを有する遷移金属は四面体原子としてモレキュラーシーブ骨格中に埋め込まれており、構造的にも電子的にも活性助触媒金属中心に密接に結合することができると考えられる。1つ以上の実施形態では、助触媒金属を、SCR触媒にイオン交換導入してよい。特定の実施形態では、銅を、SCR触媒材料にイオン交換導入してよい。この金属は、SCR触媒の調製又は製造後に交換してもよい。   While not intending to be bound by theory, when the SCR catalyst material is isomorphously substituted with an ammonia storage material that includes a transition metal having an oxidation number IV, the transition metal having an oxidation number IV is defined as a tetrahedral atom. It is embedded in the molecular sieve skeleton and is considered to be able to bind closely to the active promoter metal center structurally and electronically. In one or more embodiments, the promoter metal may be ion exchanged into the SCR catalyst. In certain embodiments, copper may be ion exchanged into the SCR catalyst material. This metal may be replaced after preparation or manufacture of the SCR catalyst.

1つ以上の実施形態によれば、SCR触媒材料は混合酸化物を含む。本明細書で使用される「混合酸化物」との用語は、1種以上の化学元素の陽イオン又は単一元素の陽イオンをいくつかの酸化数で含む酸化物を指す。1つ以上の実施形態では、混合酸化物は、Fe/チタニア(例えばFeTiO)、Fe/アルミナ(例えばFeAl)、Mg/チタニア(例えばMgTiO)、Mg/アルミナ(例えばMgAl)、Mn/アルミナ、Mn/チタニア(例えばMnO/TiO)(例えばMnO/Al)、Cu/チタニア(例えばCuTiO)、Ce/Zr(例えばCeZrO)、Ti/Zr(例えばTiZrO)、バナジア/チタニア(例えばV/TiO)及びそれらの混合物から選択される。特定の実施形態では、混合酸化物はバナジア/チタニアを含む。バナジア/チタニア酸化物は、タングステン(例えばWO)で活性化又は安定化されてV/TiO/WOを提供することができる。1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料は、バナジウムが分散されたチタニアを含む。バナジアは、1〜10質量%、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10質量%を含む範囲の濃度で分散されていてよい。特定の実施形態では、バナジアは、タングステン(WO)によって活性化又は安定化されている。タングステンは、0.5〜10質量%、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9及び10質量%を含む範囲の濃度で分散されていてよい。すべての百分率は、酸化物をベースとしている。 According to one or more embodiments, the SCR catalyst material comprises a mixed oxide. As used herein, the term “mixed oxide” refers to an oxide that includes a cation of one or more chemical elements or a cation of a single element in several oxidation numbers. In one or more embodiments, the mixed oxide is Fe / titania (eg, FeTiO 3 ), Fe / alumina (eg, FeAl 2 O 3 ), Mg / titania (eg, MgTiO 3 ), Mg / alumina (eg, MgAl 2 O). 3 ), Mn / alumina, Mn / titania (eg MnO x / TiO 2 ) (eg MnO x / Al 2 O 3 ), Cu / titania (eg CuTiO 3 ), Ce / Zr (eg CeZrO 2 ), Ti / Zr (Eg TiZrO 2 ), vanadia / titania (eg V 2 O 5 / TiO 2 ) and mixtures thereof. In certain embodiments, the mixed oxide comprises vanadia / titania. Vanadia / titania oxide can be activated or stabilized with tungsten (eg, WO 3 ) to provide V 2 O 5 / TiO 2 / WO 3 . In one or more embodiments, the SCR catalyst material comprises titania with vanadium dispersed therein. Vanadia may be dispersed at concentrations ranging from 1 to 10% by weight, for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10% by weight. In certain embodiments, Vanadia is activated or stabilized by tungsten (WO 3 ). Tungsten may be dispersed at concentrations ranging from 0.5 to 10% by weight, for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10% by weight. All percentages are based on oxides.

1つ以上の実施形態によれば、SCR触媒材料は、耐火性金属酸化物担体材料を含む。本明細書で使用される「耐火性金属酸化物担体」及び「担体」との用語は、追加的な化合物又は元素を担持している高表面積の基礎材料を指す。担体粒子は、20Åより大きい細孔及び広い細孔分布を有する。本明細書で定義されるように、そのような金属酸化物担体は、モレキュラーシーブ、具体的にはゼオライトを除く。特定の実施形態では、典型的には60グラム毎平方メートル(「m/g」)を超え、頻繁に約200m/g以上までのBET表面積を示す、高表面積の耐火性金属酸化物担体、例えば「ガンマアルミナ」又は「活性アルミナ」とも呼ばれるアルミナ担体材料を利用することができる。そのような活性アルミナは、通常、アルミナのγ相とδ相との混合物であるが、かなりの量のη、κ及びθ−アルミナ相を含有していてもよい。活性アルミナ以外の耐火性金属酸化物を、所与の触媒中での触媒成分のための少なくともいくつかの担体として使用してもよい。例えば、バルクセリア、ジルコニア、α−アルミナ及び他の材料が、そのような用途のために知られている。これらの材料の多くは、活性アルミナよりもかなり低いBEI表面積を有するという欠点があるが、その欠点は、得られる触媒の耐久性又は性能向上がより大きくなることで相殺されやすい。「BET表面積」は、N吸着により表面積を測定するブルナウアー−エメット−テラーの方法を参照する通常の意味を有する。細孔径及び細孔容積は、BET型N吸着又は脱着実験を用いて測定することもできる。 According to one or more embodiments, the SCR catalyst material includes a refractory metal oxide support material. As used herein, the terms “refractory metal oxide support” and “support” refer to a high surface area base material carrying additional compounds or elements. The carrier particles have pores larger than 20 mm and a wide pore distribution. As defined herein, such metal oxide supports exclude molecular sieves, specifically zeolites. In certain embodiments, a high surface area refractory metal oxide support that typically exhibits a BET surface area of greater than 60 grams per square meter (“m 2 / g”) and frequently up to about 200 m 2 / g, For example, an alumina support material also referred to as “gamma alumina” or “activated alumina” can be utilized. Such activated alumina is usually a mixture of the γ and δ phases of alumina, but may contain significant amounts of η, κ and θ-alumina phases. Refractory metal oxides other than activated alumina may be used as at least some supports for the catalyst components in a given catalyst. For example, bulk ceria, zirconia, α-alumina and other materials are known for such applications. Many of these materials have the disadvantage of having a significantly lower BEI surface area than activated alumina, which is easily offset by greater durability or performance enhancement of the resulting catalyst. “BET surface area” has the usual meaning of referring to the Brunauer-Emmett-Teller method of measuring surface area by N 2 adsorption. The pore diameter and pore volume can also be measured using a BET type N 2 adsorption or desorption experiment.

本発明の1つ以上の実施形態は、アルミナ、セリア、ジルコニア、シリカ、チタニア、シリカ−アルミナ、ジルコニア−アルミナ、チタニア−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、バリア−アルミナ、バリア−ランタナ−アルミナ、バリア−ランタナ−ネオジミア−アルミナ、アルミナ−クロミア、アルミナ−セリア、ジルコニア−シリカ、チタニア−シリカ、又はジルコニア−チタニア、及びそれらの組合せからなる群から選択される活性化合物を含む高表面積の耐火性金属酸化物担体を含める。1つ以上の実施形態では、活性化された耐火性金属酸化物担体は、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せからなる群から選択される金属で交換される。   One or more embodiments of the present invention include alumina, ceria, zirconia, silica, titania, silica-alumina, zirconia-alumina, titania-alumina, lantana-alumina, lantana-zirconia-alumina, barrier-alumina, barrier-lantana. High surface area comprising an active compound selected from the group consisting of alumina, barrier-lantana-neodymia-alumina, alumina-chromia, alumina-ceria, zirconia-silica, titania-silica, or zirconia-titania, and combinations thereof Include refractory metal oxide support. In one or more embodiments, the activated refractory metal oxide support is a metal selected from the group consisting of Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag, and combinations thereof. Exchanged.

SCR活性:
1つ以上の実施形態では、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を含む選択的接触還元材料は、80000h−1の空間速度(Gas Hourly Space Velocity)で測定して、少なくとも50%の200℃での劣化NO変換率を示す。特定の実施形態では、材料は、80000h−1の空間速度で測定して、少なくとも70%の450℃での劣化NO変換率を示す。より具体的には、NO 500ppm、NH 500ppm、O 10%、HO 5%、N 残分のガス混合物において、最大NHスリップ条件で定常状態条件下に80000h−1の空間速度(gas hourly volume-based space velocity:触媒単位体積当たり1時間に通過する反応ガスの流量)で測定して、200℃での劣化NO変換率は、少なくとも55%であり、450℃では少なくとも75%であり、さらにより具体的には、200℃での劣化NO変換率は、少なくとも60%であり、450℃では少なくとも80%である。コアは、管状炉内でHO 10%、O 10%、N 残分を含有するガス流において、4,000h−1の空間速度で750℃にて5時間のあいだ、水熱劣化させた。
SCR activity:
In one or more embodiments, the selective catalytic reduction material comprising spherical particles comprising agglomerates of molecular sieve crystals is at least 50% as measured at 80000 h −1 space velocity (Gas Hourly Space Velocity). indicating the deterioration NO x conversion at 200 ° C.. In certain embodiments, the material exhibits a degraded NO x conversion at 450 ° C. of at least 70%, measured at a space velocity of 80000 h −1 . More specifically, in a gas mixture of NO x 500 ppm, NH 3 500 ppm, O 2 10%, H 2 O 5%, N 2 residue, a space of 80000 h −1 under steady state conditions at maximum NH 3 slip conditions. Degraded NO x conversion at 200 ° C is at least 55%, measured at gas velocity (gas hourly volume-based space velocity) per unit volume of catalyst, and at least at 450 ° C 75%, and even more specifically, the degraded NO x conversion at 200 ° C. is at least 60% and at 450 ° C. is at least 80%. The core is hydrothermally degraded in a tubular furnace in a gas stream containing 10% H 2 O, 10% O 2 and N 2 residue for 5 hours at 750 ° C. at a space velocity of 4,000 h −1. I let you.

SCR活性の測定は、文献に明示されている(例えばPCT出願公開番号WO2008/106519(PCT Application Publication No. WO 2008/106519)を参照されたい)。   The measurement of SCR activity is specified in the literature (see eg PCT Application Publication No. WO 2008/106519).

そのうえ、1つ以上の実施形態によれば、触媒材料は、NO生成量を低減するのに有効である。 Moreover, according to one or more embodiments, the catalyst material is effective in reducing N 2 O production.

NOの形成及びアンモニア貯蔵:
さらに、1つ以上の実施形態によれば、特にモレキュラーシーブが、ケイ素原子とアルミニウム原子の同形置換ゼオライト骨格材料を含み、ここで、ケイ素原子の一部分が4価の金属で同形置換されている場合、この材料は、NOの形成を促進するのに有効である。理論に縛られることを意図するものではないが、ゼオライト骨格材料のd6rユニットが、NO形成を容易にする重要なファクターであると考えられる。それというのも、d6rユニットは、2つの6員環の鏡映面間で短い距離の助触媒金属(例えばCu)の移動/ホッピングを促進してNO(これはd6rユニットによっても提供される安定化配位環境を必要とする)のための適切な空位を作り出すからである。
NO + formation and ammonia storage:
Furthermore, according to one or more embodiments, particularly when the molecular sieve comprises an isomorphous substituted zeolitic framework material of silicon and aluminum atoms, wherein a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with a tetravalent metal. This material is effective in promoting the formation of NO + . Without intending to be bound by theory, it is believed that the d6r unit of the zeolite framework material is an important factor that facilitates NO + formation. This is because the d6r unit promotes the movement / hopping of a short distance promoter metal (eg Cu) between the two six-membered mirror mirrors to provide NO + (which is also provided by the d6r unit). This creates a suitable vacancy for a stable coordination environment).

そのうえ、1つ以上の実施形態によれば、特にSCR触媒複合体が、SCR触媒材料と、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料とを含む場合、SCR触媒材料は、アンモニアと窒素酸化物との反応を促進して150℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させ、かつアンモニア貯蔵材料は、400℃以上の温度でアンモニアを貯蔵するのに有効であり、最小アンモニア貯蔵量は0.00001g/Lである。1つ以上の実施形態では、排気ガス流の酸素含有率は0〜30%であり、かつ含水率は1〜20%である。1つ以上の実施形態によるSCR触媒複合体は、HOの存在下でさえもNHを吸着する。1つ以上の実施形態のSCR触媒複合体は、基準となるSCR触媒材料及び触媒複合体よりも顕著な高温時アンモニア貯蔵容量を示す。 Moreover, according to one or more embodiments, particularly when the SCR catalyst complex includes an SCR catalyst material and an ammonia storage material that includes a transition metal having an oxidation number IV, the SCR catalyst material is oxidized with ammonia and nitrogen. Promotes reaction with materials to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 150 ° C. to 600 ° C., and an ammonia storage material is effective for storing ammonia at temperatures of 400 ° C. or higher. The minimum ammonia storage amount is 0.00001 g / L. In one or more embodiments, the oxygen content of the exhaust gas stream is 0-30% and the moisture content is 1-20%. The SCR catalyst complex according to one or more embodiments adsorbs NH 3 even in the presence of H 2 O. The SCR catalyst composite of one or more embodiments exhibits a higher hot ammonia storage capacity than the reference SCR catalyst material and catalyst composite.

求核剤として孤立電子対も有する水が、ブレンステッド酸サイトによるアンモニア貯蔵に対する最大の競合相手である。リーンGDIエンジンのリーンサイクルで発生するNOにより効率的に利用され得るように、物理的に吸着されるNH量よりも化学的に吸着されるNH量を高めることが重要である。理論に縛られることを意図するものではないが、酸化数IVを有する遷移金属のルイス酸性度は、SCR触媒複合体がアンモニアを化学的に吸着する能力を高めると考えられる。したがって、1つ以上の実施形態によるSCR触媒複合体は、約400℃以上の温度で改善されたアンモニア貯蔵能力を有する。 Water, which also has a lone pair as a nucleophile, is the largest competitor for ammonia storage by Bronsted acid sites. As can be efficiently utilized by NO x generated in lean cycle lean GDI engine, increasing the amount of NH 3 is chemically adsorbed than NH 3 amount of physically adsorbed is important. Without intending to be bound by theory, it is believed that the Lewis acidity of a transition metal having an oxidation number of IV increases the ability of the SCR catalyst complex to chemically adsorb ammonia. Accordingly, the SCR catalyst composite according to one or more embodiments has improved ammonia storage capacity at a temperature of about 400 ° C. or higher.

基材:
1つ以上の実施形態では、触媒材料を、ウォッシュコートとして基材に適用することができる。本明細書で使用される「基材」との用語は、触媒が、典型的にはウォッシュコートの形態でその上に置かれるモノリシック材料を指す。ウォッシュコートは、液体ビヒクル中の触媒の特定の固形分(例えば30〜90質量%)を含有するスラリーを調製することによって形成され、次いでこれは基材上にコーティングされ、乾燥されてウォッシュコート層を提供する。
Base material:
In one or more embodiments, the catalyst material can be applied to the substrate as a washcoat. As used herein, the term “substrate” refers to a monolithic material on which a catalyst is placed, typically in the form of a washcoat. The washcoat is formed by preparing a slurry containing specific solids (eg, 30-90% by weight) of the catalyst in a liquid vehicle, which is then coated onto the substrate and dried to produce a washcoat layer I will provide a.

本明細書で使用される「ウォッシュコート」との用語は、基材材料、例えばハニカム型の担体部材に適用される触媒又は他の材料の薄くて粘着性のコーティングの技術における通常の意味を有し、これは処理されるガス流を通過させるのに十分に多孔質である。   As used herein, the term “washcoat” has its usual meaning in the art of thin and tacky coatings of catalyst materials or other materials applied to substrate materials such as honeycomb-type support members. However, it is sufficiently porous to pass the gas stream to be treated.

1つ以上の実施形態では、基材は、ハニカム構造を有するセラミック又は金属である。任意の適切な基材、例えば、細くて平行なガス流路を有し、該流路が基材の入口面又は出口面から貫通して延びることで流体流がそこを通り抜けることができるタイプのモノリシック基材を用いてよい。流体入口から流体出口への本質的に真っ直ぐな経路である通路の画定は、この通路を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なされる。モノリシック基材の流路は、薄壁チャネルであってよく、これらは、台形、長方形、正方形、正弦波形、六角形、楕円形、円形などの任意の適切な断面形状及びサイズのものであってよい。そのような構造は、断面1平方インチ当たり約60〜約900以上のガス入口開口部(すなわちセル)を含んでいてよい   In one or more embodiments, the substrate is a ceramic or metal having a honeycomb structure. Any suitable substrate, for example of the type having a narrow and parallel gas flow path, through which the flow path extends through the inlet or outlet surface of the substrate, allowing fluid flow therethrough A monolithic substrate may be used. The definition of the passage, which is an essentially straight path from the fluid inlet to the fluid outlet, is made by the wall on which the catalytic material is coated as a washcoat so that the gas flowing through this passage is in contact with the catalytic material. The flow path of the monolithic substrate may be thin-walled channels, which are of any suitable cross-sectional shape and size such as trapezoidal, rectangular, square, sinusoidal, hexagonal, elliptical, circular, etc. Good. Such a structure may include from about 60 to about 900 or more gas inlet openings (ie cells) per square inch of cross-section.

セラミック基材は、任意の適切な耐火性材料、例えば、コージエライト、コージエライト−α−アルミナ、窒化ケイ素、ジルコン−ムライト、スポジュメン、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、α−アルミナ、アルミノシリケートなどで構成されていてよい。   The ceramic substrate can be any suitable refractory material such as cordierite, cordierite-α-alumina, silicon nitride, zircon-mullite, spodumene, alumina-silica-magnesia, zircon silicate, silimanite, magnesium silicate, zircon, It may be composed of petalite, α-alumina, aluminosilicate, or the like.

本発明の実施形態の触媒に有用な基材は、実際は金属製であってもよく、かつ1種以上の金属又は金属合金で構成されていてもよい。金属製基材は、ペレット、波形シート又はモノリシック形態といった様々な形状で用いてもよい。金属製基材の具体例には、耐熱性の卑金属合金、特に鉄が実質的な又は主要な成分であるものが含まれる。そのような合金は、ニッケル、クロム及びアルミニウムのうちの1つ以上を含有していてよく、かつこれらの金属の合計は、好ましくは少なくとも約15質量%の合金、例えば、約10〜25質量%のクロム、約1〜8質量%のアルミニウム及び約0〜20質量%のニッケルを有していてよい。   Substrates useful for the catalyst of embodiments of the present invention may actually be made of metal and may be composed of one or more metals or metal alloys. The metal substrate may be used in various shapes such as pellets, corrugated sheets or monolithic forms. Specific examples of metallic substrates include heat resistant base metal alloys, particularly those in which iron is a substantial or major component. Such alloys may contain one or more of nickel, chromium and aluminum, and the sum of these metals is preferably at least about 15% by weight of the alloy, for example about 10-25% by weight. Of chromium, about 1-8 wt.% Aluminum and about 0-20 wt.% Nickel.

触媒及び触媒材料の調製:
従来のCHA型モレキュラーシーブの合成
CHA構造を有するモレキュラーシーブは、当技術分野で知られている様々な技術、例えば米国特許第4,544,538号明細書(United States Patent Nos. 4,544,538)(Zones)及び米国特許第6,709,644号明細書(United States Patent Nos. 6,709,644)(Zones)に従って調製することができ、これらの全体を参照により本明細書に組み込む。
Preparation of catalyst and catalyst material:
Synthesis of conventional CHA-type molecular sieves Molecular sieves having a CHA structure can be prepared by various techniques known in the art, such as United States Patent Nos. 4,544,538 (Zones). ) And United States Patent No. 6,709,644 (Zones), which are incorporated herein by reference in their entirety.

NH−チャバサイトを形成するための任意のNH交換:
任意に、得られたアルカリ金属ゼオライトをNH4交換してNH4−チャバサイトを形成する。このNH4−イオン交換は、当該分野で公知の様々な技術、例えばBleken,F.;Bjorgen,M.Palumbo,L.;Bordiga,S.;Svelle,S.; Lillerud,K.−P.;及びOlsbye,U.Topics in Catalysis 52,(2009),218−228に従って行うことができる
Optional NH 4 exchange to form NH 4 -chabasite:
Optionally, the alkali metal zeolite obtained by NH 4 exchanged NH 4 - to form a chabazite. This NH 4 -ion exchange can be accomplished by various techniques known in the art, such as Bleken, F .; Bjorgen, M .; Palumbo, L .; Bordiga, S .; Swell, S .; Lillerud, K .; -P. And Olsbye, U .; Can be performed according to Topics in Catalysis 52, (2009), 218-228

スノーボール型モレキュラーシーブの合成
スノーボールタイプの形態の水分を有するモレキュラーシーブは、アダマンチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド(ADAOH)、水酸化ナトリウム水溶液、アルミニウムイソプロポキシド粉末及びコロイド状シリカから調製することができる。
Synthesis of Snowball Type Molecular Sieve A molecular sieve with moisture in the form of a snowball type can be prepared from adamantyltrimethylammonium hydroxide (ADAOH), aqueous sodium hydroxide, aluminum isopropoxide powder and colloidal silica.

同形置換ゼオライト骨格材料の合成
1つ以上の実施形態によれば、同形置換ゼオライト骨格材料を含む選択的接触還元触媒材料の合成法が提供される。特に触媒材料は、ケイ素原子とアルミニウム原子のゼオライト骨格材料を含み、ここで、ケイ素原子の一部分が4価の金属で同形置換されている。
Synthesis of Isomorphous Substituted Zeolite Framework Material According to one or more embodiments, a method of synthesizing a selective catalytic reduction catalyst material comprising an isomorphously substituted zeolite framework material is provided. In particular, the catalyst material includes a zeolite framework material of silicon atoms and aluminum atoms, wherein a part of the silicon atoms is isomorphously substituted with a tetravalent metal.

一般的に、同形置換ゼオライト骨格材料のナトリウム型は、オートクレーブ水熱合成によって0.03Al:SiO:0.07TiO:0.06NaO:0.08ATMAOH:2.33HOのゲル組成物から調製することができる。生成物を濾過によって回収し、かつテンプレートを焼成によって除去する。最終的な結晶性材料は、X線回折調査によって特性決定することができる。 In general, the sodium form of isomorphous substituted zeolite framework material is 0.03Al 2 O 3 : SiO 2 : 0.07TiO 2 : 0.06Na 2 O: 0.08ATMAOH: 2.33H 2 O by autoclave hydrothermal synthesis. It can be prepared from a gel composition. The product is recovered by filtration and the template is removed by calcination. The final crystalline material can be characterized by X-ray diffraction studies.

H型は、ナトリウム型との二回のNHNO交換を通して得られるアンモニア型の焼成によって調製することができる。Tiレベルは、NHNO交換プロセスを通じて変化しない/安定したままである。 Form H can be prepared by calcination of the ammonia form obtained through two NH 4 NO 3 exchanges with the sodium form. The Ti level remains unchanged / stable throughout the NH 4 NO 3 exchange process.

銅で促進された同形置換ゼオライト骨格は、所望の量の助触媒金属を達成するためにH型及びCu(OAc)を用いたイオン交換によって調製することができる。 Copper promoted isomorphous substituted zeolite frameworks can be prepared by ion exchange with H-form and Cu (OAc) 2 to achieve the desired amount of promoter metal.

同形置換されたモレキュラーシーブの合成
1つ以上の実施形態によれば、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料で同形置換されたモレキュラーシーブを含むSCR触媒材料を含むSCR触媒複合体の合成法が提供される。特にSCR触媒複合体は、ケイ素原子とアルミニウム原子のゼオライト骨格材料を有するSCR触媒材料を含み、ここで、ケイ素原子の一部分が、アンモニア貯蔵材料の酸化数IVを有する遷移金属で同形置換されている。
Synthesis of isomorphically substituted molecular sieves According to one or more embodiments, synthesis of an SCR catalyst complex comprising an SCR catalyst material comprising a molecular sieve that is isomorphously substituted with an ammonia storage material comprising a transition metal having an oxidation number of IV. Law is provided. In particular, the SCR catalyst composite includes an SCR catalyst material having a zeolitic framework material of silicon and aluminum atoms, wherein a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with a transition metal having an oxidation number IV of an ammonia storage material. .

一般的に、同形置換されたモレキュラーシーブのナトリウム型は、0.03Al:SiO:0.07TiO:0.06NaO:0.08ATMAOH:2.33HOのゲル組成物からオートクレーブ水熱合成により調製することができる。生成物を濾過によって回収し、かつテンプレートを焼成によって除去する。最終的な結晶性材料は、X線回折調査によって特性決定することができる。 In general, the sodium form of isomorphously substituted molecular sieves is from a gel composition of 0.03Al 2 O 3 : SiO 2 : 0.07TiO 2 : 0.06Na 2 O: 0.08ATMAOH: 2.33H 2 O. It can be prepared by autoclave hydrothermal synthesis. The product is recovered by filtration and the template is removed by calcination. The final crystalline material can be characterized by X-ray diffraction studies.

H型は、ナトリウム型との二回のNHNO交換を通して得られるアンモニア型の焼成によって調製することができる。Tiレベルは、NHNO交換プロセスを通じて変化しない/安定したままである。 Form H can be prepared by calcination of the ammonia form obtained through two NH 4 NO 3 exchanges with the sodium form. The Ti level remains unchanged / stable throughout the NH 4 NO 3 exchange process.

銅で促進された同形置換モレキュラーシーブは、所望の量の助触媒金属を達成するためにH型及びCu(OAc)を用いたイオン交換によって調製することができる。 Copper-promoted isomorphous molecular sieves can be prepared by ion exchange with H-form and Cu (OAc) 2 to achieve the desired amount of promoter metal.

NO低減法及び排気ガス処理システム:
一般に、上記のゼオライト材料は、モレキュラーシーブ、吸着剤、触媒、触媒担体又はそれらのバインダーとして使用することができる。1つ以上の実施形態では、この材料は触媒として使用される。
NO x reduction method and exhaust gas treatment system:
In general, the above zeolitic materials can be used as molecular sieves, adsorbents, catalysts, catalyst supports or their binders. In one or more embodiments, this material is used as a catalyst.

本発明の追加的な態様は、本発明の実施形態によるモレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を触媒活性材料として用いて化学反応を触媒する方法に関する。   An additional aspect of the present invention relates to a method of catalyzing a chemical reaction using spherical particles including agglomerates of molecular sieve crystals according to embodiments of the present invention as a catalytically active material.

本発明の別の態様は、本発明の実施形態による4価の金属で同形置換されているゼオライト骨格材料を触媒活性材料として用いて化学反応を触媒する方法に関する。   Another aspect of the present invention relates to a method for catalyzing a chemical reaction using a zeolite framework material isomorphously substituted with a tetravalent metal as a catalytically active material according to an embodiment of the present invention.

本発明の更なる態様は、SCR触媒材料と、本発明の実施形態による酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料とを含むSCR触媒複合体を触媒活性材料として用いて化学反応を触媒する方法に関する。   A further aspect of the present invention catalyzes a chemical reaction using as a catalytically active material an SCR catalyst complex comprising an SCR catalyst material and an ammonia storage material comprising a transition metal having an oxidation number IV according to an embodiment of the present invention. Regarding the method.

なかでも、前記触媒材料及び触媒複合体は、窒素酸化物(NO)の選択的還元(SCR)用の触媒として用いることができる;NHの酸化のために、とりわけディーゼルシステムにおけるNHスリップの酸化のために;酸化反応における適用のために、特定の実施形態では、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子に、追加的な貴金属成分(例えばPd、Pt)が添加される。 Among other things, the catalyst materials and catalyst composites can be used as catalysts for selective reduction (SCR) of nitrogen oxides (NO x ); NH 3 oxidation, especially NH 3 slip in diesel systems For application in oxidation reactions, in certain embodiments, additional noble metal components (eg, Pd, Pt) are added to the spherical particles, including agglomerates of molecular sieve crystals.

1つ以上の実施形態は、窒素酸化物(NO)を選択的に還元する方法を提供する。1つ以上の実施形態では、この方法は、NOを含有する排気ガス流を、1つ以上の実施形態の触媒材料又は触媒複合体と接触させることを含む。とりわけ、選択的接触還元触媒材料がモレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を含み、該球状粒子が約0.5〜約5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する(本発明の実施形態の触媒活性材料を用いた)窒素酸化物の選択的還元は、アンモニア又は尿素の存在下で実施される。 One or more embodiments provide a method for selectively reducing nitrogen oxides (NO x ). In one or more embodiments, the method includes contacting an exhaust gas stream containing NO x with the catalyst material or catalyst composite of one or more embodiments. In particular, the selective catalytic reduction catalyst material comprises spherical particles comprising an aggregate of molecular sieve crystals, the spherical particles having a median particle size in the range of about 0.5 to about 5 microns (an embodiment of the present invention). The selective reduction of nitrogen oxides using the catalytically active material is carried out in the presence of ammonia or urea.

アンモニアが定置発電所用に選択される還元剤であるのに対して、尿素は可動SCRシステム用に選択される還元剤である。典型的には、SCRシステムは、乗り物の排気ガス処理システムに組み込まれており、また典型的には、以下の主たる構成要素も包含する:モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する球状粒子を含み、本発明の実施形態に従って該球状粒子が約0.5〜約5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する選択的接触還元材料;尿素貯蔵タンク;尿素ポンプ;尿素投与システム;尿素インジェクター/ノズル;及び各制御ユニット。   Ammonia is the reducing agent selected for stationary power plants, while urea is the reducing agent selected for mobile SCR systems. Typically, an SCR system is incorporated into a vehicle exhaust gas treatment system and typically also includes the following major components: including spherical particles containing agglomerates of molecular sieve crystals. A selective catalytic reduction material wherein the spherical particles have a median particle size in the range of about 0.5 to about 5 microns according to an embodiment of the present invention; a urea storage tank; a urea pump; a urea dosing system; a urea injector / nozzle; Each control unit.

他の実施形態では、1つ以上の実施形態によるSCR触媒複合体は、リーンバーンガソリン直噴エンジン用の排気ガス処理システムにおいてSCR触媒として用いられる。そのような場合、1つ以上の実施形態によるSCR触媒複合体は、パッシブアンモニア−SCR触媒として機能し、かつ400℃以上の温度でアンモニアを効果的に貯蔵することができる。   In other embodiments, the SCR catalyst composite according to one or more embodiments is used as an SCR catalyst in an exhaust gas treatment system for a lean burn gasoline direct injection engine. In such a case, the SCR catalyst composite according to one or more embodiments functions as a passive ammonia-SCR catalyst and can effectively store ammonia at a temperature of 400 ° C. or higher.

本明細書で使用される「流」との用語は、固体又は液体の粒子状物質を含有していてもよい流動ガスの任意の組合せを大まかに指す。「ガス流」又は「排気ガス流」との用語は、液滴、固体粒子などの一緒に運ばれる非ガス状成分を含有していてもよいガス状成分の流、例えばリーンバーンエンジンの排気を意味する。リーンバーンエンジンの排気ガス流は、典型的には、燃焼生成物、不完全燃焼生成物、窒素酸化物、可燃性及び/又は炭素質の粒子状物質(スート)及び未反応の酸素及び窒素をさらに含む。   The term “stream” as used herein refers broadly to any combination of flowing gases that may contain solid or liquid particulate matter. The term "gas stream" or "exhaust gas stream" refers to a stream of gaseous components that may contain non-gaseous components carried together, such as droplets, solid particles, etc. means. Lean burn engine exhaust gas streams typically contain combustion products, incomplete combustion products, nitrogen oxides, combustible and / or carbonaceous particulate matter (soot) and unreacted oxygen and nitrogen. In addition.

本発明の実施形態に関連して使用される窒素酸化物、つまりNOとの用語は、窒素酸化物、特に一酸化二窒素(NO)、一酸化窒素(NO)、三酸化二窒素(N)、二酸化窒素(NO)、四酸化二窒素(N)、五酸化二窒素(N)、過酸化窒素(NO)を示す。 The term nitrogen oxide, or NO x , used in connection with embodiments of the present invention refers to nitrogen oxides, particularly dinitrogen monoxide (N 2 O), nitric oxide (NO), dinitrogen trioxide. (N 2 O 3 ), nitrogen dioxide (NO 2 ), dinitrogen tetroxide (N 2 O 4 ), dinitrogen pentoxide (N 2 O 5 ), and nitrogen peroxide (NO 3 ) are shown.

本発明の更なる態様は、排気ガス処理システムに関する。1つ以上の実施形態では、排気ガス処理システムは、アンモニア、尿素及び/又は炭化水素のような還元剤、特定の実施形態ではアンモニア及び/又は尿素を任意に含有する排気ガス流と、モレキュラーシーブの結晶の凝集体を包含する該球状粒子(該球状粒子は、約0.5〜約5ミクロンの範囲のメジアン粒径を有する)を含む選択的接触還元材料とを含む。この触媒材料は、排気ガス流中のアンモニアの少なくとも一部を分解するのに有効である。   A further aspect of the invention relates to an exhaust gas treatment system. In one or more embodiments, the exhaust gas treatment system includes a reducing agent, such as ammonia, urea and / or hydrocarbons, and in certain embodiments, an exhaust gas stream optionally containing ammonia and / or urea, and a molecular sieve. And a selective catalytic reduction material comprising spherical particles comprising agglomerates of crystals, the spherical particles having a median particle size in the range of about 0.5 to about 5 microns. This catalyst material is effective in decomposing at least a portion of the ammonia in the exhaust gas stream.

1つ以上の実施形態では、SCR触媒材料は、基材、例えばスートフィルター上に配置してよい。スートフィルターは、キャタライズされて又はキャタライズされずに、SCR触媒材料の上流又は下流にあってよい。1つ以上の実施形態では、システムは、ディーゼル酸化触媒をさらに含んでいてよい。特定の実施形態では、ディーゼル酸化触媒は、SCR触媒材料の上流に位置している。他の特定の実施形態では、ディーゼル酸化触媒及びキャタライズドスートフィルターは、SCR触媒材料より上流にある。   In one or more embodiments, the SCR catalyst material may be disposed on a substrate, such as a soot filter. The soot filter may be upstream or downstream of the SCR catalyst material, with or without catalyzing. In one or more embodiments, the system may further include a diesel oxidation catalyst. In certain embodiments, the diesel oxidation catalyst is located upstream of the SCR catalyst material. In other specific embodiments, the diesel oxidation catalyst and the catalyzed soot filter are upstream from the SCR catalyst material.

特定の実施形態では、排気は、エンジンから排気システムの下流の位置に運ばれ、より特定の実施形態ではNOを含有し、その場合、還元剤が添加され、かつ添加された還元剤を有する排気ガス流は、SCR触媒材料に運ばれる。 In certain embodiments, the exhaust is carried from the engine to a location downstream of the exhaust system and in more specific embodiments contains NO x , in which case a reducing agent is added and has the added reducing agent. The exhaust gas stream is conveyed to the SCR catalyst material.

例えば、キャタライズドスートフィルター、ディーゼル酸化触媒及び還元剤は、国際公開第2008/106519号(WO 2008/106519)に記載されており、これを参照により本明細書に組み込む。特定の実施形態では、スートフィルターは、一方の方向(入口方向)からチャネルに流入するガス流が、チャネル壁を通って該チャネルから他方の方向(出口方向)に流出することができるようにチャネルが交互に遮られているウォールフロー型基材を含む。   For example, catalyzed soot filters, diesel oxidation catalysts and reducing agents are described in WO 2008/106519 (WO 2008/106519), which is incorporated herein by reference. In certain embodiments, the soot filter is a channel that allows a gas stream entering the channel from one direction (inlet direction) to exit from the channel through the channel wall in the other direction (outlet direction). Including a wall flow type substrate in which are alternately shielded.

アンモニア酸化(AMO)触媒を、1つ以上の実施形態のSCR触媒材料又は触媒複合体の下流に設けることで、システムからスリップしたアンモニアを除去することができる。特定の実施形態では、AMO触媒は、白金族金属、例えば白金、パラジウム、ロジウム又はそれらの組合せを含んでいてよい。 Ammonia oxidation (AMO x ) catalyst can be provided downstream of the SCR catalyst material or catalyst composite of one or more embodiments to remove slipped ammonia from the system. In certain embodiments, the AMO x catalyst may comprise a platinum group metal such as platinum, palladium, rhodium, or combinations thereof.

そのようなAMO触媒は、SCR触媒を含む排気ガス処理システムにおいて有用である。本出願の譲受人に譲渡された米国特許第5,516,497号明細書(United States Patent No. 5,516,497)(この全体を参照により本明細書に組み込む)に述べられているように、酸素、窒素酸化物及びアンモニアを含有するガス流を、第1及び第2の触媒に順次通過させることができ、ここで、第一の触媒は、窒素酸化物の還元に好都合であり、かつ第二の触媒は、過剰のアンモニアの酸化又は他の分解に好都合である。米国特許第5,516,497号明細書に記載されているように、第1の触媒は、ゼオライトを含むSCR触媒であってよく、かつ第2の触媒は、ゼオライトを含むAMO触媒であってよい。 Such AMO x catalysts are useful in exhaust gas treatment systems that include SCR catalysts. As described in United States Patent No. 5,516,497 (incorporated herein by reference in its entirety), assigned to the assignee of the present application, A gas stream containing nitrogen oxides and ammonia can be passed sequentially through the first and second catalysts, wherein the first catalyst is convenient for the reduction of nitrogen oxides and the second The catalyst is advantageous for the oxidation or other decomposition of excess ammonia. As described in US Pat. No. 5,516,497, the first catalyst may be an SCR catalyst containing zeolite and the second catalyst is an AMO x catalyst containing zeolite. It's okay.

AMO及び/又はSCR触媒組成物を、フロースルー型又はウォールフロー型のフィルター上にコーティングしてよい。ウォールフロー型基材が利用される場合、得られるシステムは、ガス状汚染物質と一緒に粒子状物質を除去することができる。ウォールフロー型フィルター基材は、コージエライト、チタン酸アルミニウム又は炭化ケイ素といった当該技術分野でよく知られている材料から構成されていてよい。ウォールフロー型基材上への触媒組成物の負荷量は、多孔度及び壁厚といった基材特性に依存し、かつ典型的には、フロースルー型基材上への負荷量よりも低くなることを理解されたい。 The AMO x and / or SCR catalyst composition may be coated on a flow-through or wall flow filter. If a wall flow type substrate is utilized, the resulting system can remove particulate matter along with gaseous contaminants. The wall flow filter substrate may be composed of materials well known in the art such as cordierite, aluminum titanate or silicon carbide. The loading of the catalyst composition on the wall flow substrate depends on the substrate properties such as porosity and wall thickness and is typically lower than the loading on the flow through substrate. I want you to understand.

これから、本発明を以下の実施例を参照することにより説明する。本発明のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本発明は、以下の説明に記載される構成又はプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、かつ様々な手法で実施又は実行されることが可能である。   The invention will now be described by reference to the following examples. Before describing some exemplary embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of construction or process steps set forth in the following description. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or carried out in various ways.

実施例
比較例1−触媒組成物及び触媒物品の調製
CuCHA粉末触媒を、合成ゲルを含有するADAOH(トリメチル−1−アダマンチルアンモニウムヒドロキシド)を用いたチャバサイトの結晶化、チャバサイト生成物の分離、乾燥及び焼成によって、有機テンプレート(ADAOH)を除去することで調製した。水、ADAOH溶液及び水酸化ナトリウム水溶液をメイクダウンタンクの中に添加して数分間混合した。次いで、アルミニウム供給源を3〜5分間で添加した。次いで、コロイド状シリカを撹拌しながら5分間で添加した。混合をさらに30分間続けて、均一な組成の粘性ゲルを得た。ゲルをオートクレーブに移した。オートクレーブを170℃に加熱して、撹拌を維持しながら18時間結晶化を続けた。反応器を<50℃に冷却して、取り出す前に大気圧までベントした。水熱結晶化後、得られた懸濁液のpHは11.5であった。懸濁液を脱イオン水と混合して、磁器製の吸引フィルターで濾過した。次いで、湿った生成物を空気中で120℃の温度に4時間加熱した。次いでさらに、乾燥した生成物を、テンプレートを除去してC含有率が0.1質量%未満になるように空気中で600℃にて5時間焼成した。
Examples Comparative Example 1-Preparation of catalyst composition and catalyst article Crystallization of chabasite, separation of chabasite products using CuCHA powder catalyst with ADAOH (trimethyl-1-adamantyl ammonium hydroxide) containing synthetic gel Prepared by removing the organic template (ADAOH) by drying and baking. Water, ADAOH solution and aqueous sodium hydroxide solution were added into the make-up tank and mixed for several minutes. The aluminum source was then added in 3-5 minutes. The colloidal silica was then added over 5 minutes with stirring. Mixing was continued for another 30 minutes to obtain a viscous gel of uniform composition. The gel was transferred to an autoclave. The autoclave was heated to 170 ° C. and crystallization was continued for 18 hours while maintaining stirring. The reactor was cooled to <50 ° C. and vented to atmospheric pressure before removal. After hydrothermal crystallization, the pH of the resulting suspension was 11.5. The suspension was mixed with deionized water and filtered through a porcelain suction filter. The wet product was then heated in air to a temperature of 120 ° C. for 4 hours. The dried product was then further calcined at 600 ° C. for 5 hours in air so that the template was removed and the C content was less than 0.1% by weight.

図5の結晶形態のSEM画像で観察することができるように、合成時のままの材料(比較例1)は、5000xの倍率でのSEM分析(二次電子像)によって同定されるように、凝集した形態を有さない。   As can be observed in the SEM image of the crystalline form of FIG. 5, as-synthesized material (Comparative Example 1), as identified by SEM analysis (secondary electron image) at a magnification of 5000 ×, Does not have an aggregated form.

そのとき、焼成された生成物は、金属含有触媒を得るためにCuとイオン交換可能な状態にあった。   At that time, the calcined product was in an ion-exchangeable state with Cu to obtain a metal-containing catalyst.

Na型CHAと銅イオンとの間のイオン交換反応は、スラリーを約60℃で約1時間撹拌することにより行った。次いで、得られた混合物を濾過して濾過ケーキを得て、濾過ケーキを、濾液が透明かつ無色になるまで脱イオン水で3回に分けて洗浄して、洗浄したサンプルを乾燥した。   The ion exchange reaction between Na-type CHA and copper ions was performed by stirring the slurry at about 60 ° C. for about 1 hour. The resulting mixture was then filtered to obtain a filter cake, which was washed in three portions with deionized water until the filtrate was clear and colorless, and the washed sample was dried.

得られたCuCHA触媒は、ICP分析によって測定して、CuOを約3〜3.5質量%の範囲で含んでいた。CuCHAスラリーを、40%の目標固体へと調製した。スラリーを粉砕して、希釈酢酸に溶かした酢酸ジルコニウムのバインダー(ZrO30%を含有)を撹拌しながらスラリー中に添加した。 The resulting CuCHA catalyst contained CuO in the range of about 3 to 3.5% by weight as measured by ICP analysis. A CuCHA slurry was prepared to 40% target solids. The slurry was crushed and a zirconium acetate binder (containing 30% ZrO 2 ) dissolved in diluted acetic acid was added to the slurry with stirring.

このスラリーを、400cpsi(平方インチ当たりセル)のセル密度及び6.5ミルの壁厚さを有する1インチDx3インチLのセル状セラミックコア(1”Dx3”L cellular ceramic cores)上にコーティングした。コーティングしたコアを110℃で3時間乾燥して、約400℃で1時間焼成した。コーティングプロセスを1回繰り返すことで、2〜3g/in3の範囲の目標ウォッシュコート負荷量を得た。 This slurry was coated onto 1 "Dx3" L cellular ceramic cores having a cell density of 400 cpsi (cells per square inch) and a wall thickness of 6.5 mils. The coated core was dried at 110 ° C. for 3 hours and baked at about 400 ° C. for 1 hour. By repeating the coating process once, a target washcoat loading in the range of 2-3 g / in 3 was obtained.

実施例2
追加的に水を添加した以外は、比較例1と同じ原料を使用して、本発明の凝集(スノーボール)CHA材料を調製した。ゲルメイクダウンの手順も比較例1と同じであった。オートクレーブを160℃に加熱して、撹拌を維持しながら結晶化を30時間続けた。反応器を<50℃に冷却して、取り出す前に大気圧までベントした。水熱結晶化後、得られた懸濁液のpHは12.0であった。懸濁液を脱イオン水と混合して、磁器製の吸引フィルターで濾過した。次いで、湿った生成物を空気中で120℃の温度に4時間加熱した。次いでさらに、乾燥した生成物を、テンプレートを除去してC含有率が0.1質量%未満になるように空気中で600℃にて5時間焼成した。
Example 2
An agglomerated (snowball) CHA material of the present invention was prepared using the same raw materials as in Comparative Example 1 except that water was additionally added. The gel make-down procedure was also the same as in Comparative Example 1. The autoclave was heated to 160 ° C. and crystallization was continued for 30 hours while maintaining stirring. The reactor was cooled to <50 ° C. and vented to atmospheric pressure before removal. After hydrothermal crystallization, the pH of the resulting suspension was 12.0. The suspension was mixed with deionized water and filtered through a porcelain suction filter. The wet product was then heated in air to a temperature of 120 ° C. for 4 hours. The dried product was then further calcined at 600 ° C. for 5 hours in air so that the template was removed and the C content was less than 0.1% by weight.

図6の結晶形態のSEM画像で観察することができるように、合成時のままのスノーボール材料(実施例2)は、5000xの倍率でのSEM分析(二次電子像)によって同定されるように、1〜2μmの直径サイズを有する球体の特徴的な二次構造を有する。モレキュラーシーブの個々の結晶は、約100〜200nmの範囲の結晶サイズを有する。   As can be observed in the SEM image of the crystalline form of FIG. 6, the as-synthesized snowball material (Example 2) will be identified by SEM analysis (secondary electron image) at a magnification of 5000 ×. And a characteristic secondary structure of a sphere having a diameter size of 1 to 2 μm. The individual crystals of the molecular sieve have a crystal size in the range of about 100-200 nm.

実施例3−Cu促進
実施例2のNa型CHAと銅イオンとの間のイオン交換反応を、スラリーを約60℃で約1時間撹拌することにより行った。次いで、得られた混合物を濾過して濾過ケーキを得て、濾過ケーキを、濾液が透明かつ無色になるまで脱イオン水で3回に分けて洗浄して、洗浄したサンプルを乾燥した。
Example 3-Cu promotion An ion exchange reaction between the Na-type CHA of Example 2 and copper ions was performed by stirring the slurry at about 60 ° C for about 1 hour. The resulting mixture was then filtered to obtain a filter cake, which was washed in three portions with deionized water until the filtrate was clear and colorless, and the washed sample was dried.

得られたCuCHA触媒は、ICP分析によって測定して、CuOを約1.5〜4質量%の範囲で含んでいた。CuCHAスラリーを、40%の目標固体へと調製した。スラリーを粉砕して、希釈酢酸に溶かした酢酸ジルコニウムのバインダー(ZrO30%を含有)を撹拌しながらスラリー中に添加した。 The resulting CuCHA catalyst contained CuO in the range of about 1.5-4% by weight as measured by ICP analysis. A CuCHA slurry was prepared to 40% target solids. The slurry was crushed and a zirconium acetate binder (containing 30% ZrO 2 ) dissolved in diluted acetic acid was added to the slurry with stirring.

実施例4−ウォッシュコートの調製
次いで、実施例3のスラリーを基材上に2.1g/inのウォッシュコート負荷量までコーティングした。ウォッシュコートを空気中で130℃にて5分間乾燥した。最終コーティングの後、基材を450℃で1時間焼成した。
Preparation Example 4 washcoat was then coated to washcoat loading of 2.1 g / in 3 A slurry of Example 3 on a substrate. The washcoat was dried in air at 130 ° C. for 5 minutes. After the final coating, the substrate was baked at 450 ° C. for 1 hour.

実施例5−CuO負荷量の調査
フレッシュ触媒コアの窒素酸化物選択的接触還元(SCR)効率及び選択率を、NO 500ppm、NH 500ppm、O 10%、HO 5%、N 残分の供給ガス混合物を1インチDx3インチLの触媒コアを収容する定常状態反応器に添加することによって測定した。反応は、150℃〜460℃の温度範囲にまたがって80,000hr−1の空間速度で行った。
Example 5-Investigation of CuO loading The nitrogen oxide selective catalytic reduction (SCR) efficiency and selectivity of the fresh catalyst core was determined as NO 500 ppm, NH 3 500 ppm, O 2 10%, H 2 O 5%, N 2 residue. Minute feed gas mixture was measured by adding to a steady state reactor containing a 1 inch Dx3 inch L catalyst core. The reaction was carried out at a space velocity of 80,000 hr −1 across a temperature range of 150 ° C. to 460 ° C.

サンプルを、HO 10%の存在下で750℃にて5時間、水熱劣化させた後、フレッシュ触媒コアのSCR評価のために、上で概略を述べたのと同じ方法で窒素酸化物SCR効率及び選択率の測定を行った。 The sample was hydrothermally deteriorated at 750 ° C. for 5 hours in the presence of 10% H 2 O and then nitrogen oxides in the same manner as outlined above for SCR evaluation of the fresh catalyst core. SCR efficiency and selectivity were measured.

図7は、NO変換率(%)対CuO負荷率(質量%)を示す棒グラフである。 FIG. 7 is a bar graph showing NO x conversion rate (%) vs. CuO loading rate (mass%).

図8は、NO生成量(ppm)対CuO負荷率(質量%)を示す棒グラフである。 FIG. 8 is a bar graph showing N 2 O production (ppm) versus CuO loading (mass%).

実施例6−NO変換率
フレッシュ触媒コアの窒素酸化物選択的接触還元(SCR)効率及び選択率を、NO 500ppm、NH 500ppm、O 10%、HO 5%、N 残分の供給ガス混合物を1インチDx3インチLの触媒コアを収容する定常状態反応器に添加することによって測定した。反応は、150℃〜460℃の温度範囲にまたがって80,000hr−1の空間速度で行った。
Nitrogen oxides selective catalytic reduction (SCR) efficiency and selectivity of Example 6-NO x conversion fresh catalyst core, NO 500ppm, NH 3 500ppm, O 2 10%, H 2 O 5%, N 2 residue Was added to a steady state reactor containing a 1 inch Dx3 inch L catalyst core. The reaction was carried out at a space velocity of 80,000 hr −1 across a temperature range of 150 ° C. to 460 ° C.

サンプルを、HO 10%の存在下で750℃にて5時間、水熱劣化させた後、フレッシュ触媒コアのSCR評価のために、上で概略を述べたのと同じ方法で窒素酸化物SCR効率及び選択率の測定を行った。 The sample was hydrothermally deteriorated at 750 ° C. for 5 hours in the presence of 10% H 2 O and then nitrogen oxides in the same manner as outlined above for SCR evaluation of the fresh catalyst core. SCR efficiency and selectivity were measured.

図9は、実施例1(比較)の触媒対実施例3の本発明による触媒(CuO 3.2%を有する)に関するNO変換率(%)対温度(℃)を示すグラフである。 FIG. 9 is a graph showing NO x conversion (%) vs. temperature (° C.) for the catalyst of Example 1 (comparative) versus the catalyst of the invention of Example 3 (with CuO of 3.2%).

図10は、実施例1(比較)の触媒対実施例3の本発明による触媒(CuO 3.2%を有する)に関するNO生成量(ppm)対温度(℃)を示すグラフである。 FIG. 10 is a graph showing NO x production (ppm) vs. temperature (° C.) for the catalyst of Example 1 (comparative) versus the catalyst according to the invention of Example 3 (with 3.2% CuO).

図11は、実施例1(比較)の触媒対実施例3の本発明による触媒(CuO 3.2%を有する)に関するNHスリップ20ppmでのNO変換率(%)を示す棒グラフである。実施例3の触媒は、NHスリップ20ppmでの有意により高いNO変換率(約15%高い)を示し、これがエンジン試験条件時の改善された過渡性能の指標となる。 FIG. 11 is a bar graph showing the NO x conversion (%) at 20 ppm NH 3 slip for the catalyst of Example 1 (comparative) versus the catalyst of the invention of Example 3 (with CuO of 3.2%). The catalyst of Example 3 shows significantly higher NO x conversion (about 15% higher) at 20 ppm NH 3 slip, which is an indicator of improved transient performance during engine test conditions.

図9〜11に示されるように、スノーボール形態は、スノーボール形態を有さないSCR触媒材料に対して、改善されたNO変換効率及びより低いNO生成量を有するSCR触媒材料をもたらす。 As shown in FIGS. 9-11, the snowball configuration is a SCR catalyst material that has improved NO x conversion efficiency and lower N 2 O production relative to an SCR catalyst material that does not have a snowball configuration. Bring.

同形置換されたモレキュラーシーブ
実施例7
同形置換されたゼオライト材料(Na−[Ti]CHA)を、0.03Al:SiO:0.07TiO:0.06NaO:0.08ATMAOH:2.33HOのゲル組成物から、155℃で5日間のオートクレーブ水熱合成により調製した。生成物を濾過によって回収し、かつテンプレートを600℃で5時間の焼成によって除去した。最終的な結晶性材料は、CHA相>90%を示すX線粉末回折パターン及びXRFによる25のシリカ/アルミナ比(SAR)を有していた。
Molecular sieve with homomorphic replacement Example 7
Isomorphous substitution zeolite material (Na- [Ti] CHA), 0.03Al 2 O 3: SiO 2: 0.07TiO 2: 0.06Na 2 O: 0.08ATMAOH: 2.33H 2 O of gel compositions From 155 ° C. for 5 days by autoclave hydrothermal synthesis. The product was recovered by filtration and the template was removed by calcination at 600 ° C. for 5 hours. The final crystalline material had an X-ray powder diffraction pattern showing CHA phase> 90% and a silica / alumina ratio (SAR) of 25 by XRF.

実施例8
同形置換されたゼオライト材料(H−[Ti]CHA)を、実施例7の材料(Na−[Ti]CHA)との二回のNHNO(2.4M)交換を通して得られるNH−[Ti]CHAの500℃での焼成(4時間)によって調製した。Tiレベルは、NHNO交換プロセスを通じて変化しない(4.3%対4.5%)。
Example 8
NH 4 isomorphic substituted zeolite material (H- [Ti] CHA), obtained through twice NH 4 NO 3 in (2.4M) exchange with the material of Example 7 (Na- [Ti] CHA) - Prepared by firing [Ti] CHA at 500 ° C. (4 hours). The Ti level does not change through the NH 4 NO 3 exchange process (4.3% vs 4.5%).

実施例9−比較
ゼオライト材料H−CHAの調製を、実施例7(H−[Ti]CHA)のプロセスに従って行ったが、合成ゲルにTiは添加しなかった。
Example 9-Comparison The zeolitic material H-CHA was prepared according to the process of Example 7 (H- [Ti] CHA), but no Ti was added to the synthesis gel.

実施例10
銅で促進された同形置換ゼオライト材料(Cu2.72−[Ti]CHA)を、実施例8の材料(H−[Ti]CHA)及びCu(OAc)(0.06M)を用いた50℃でのイオン交換(2時間)によって調製し、これはCu含有率2.72%(ICP)を示した。
Example 10
Copper-promoted isomorphous substituted zeolitic material (Cu2.72- [Ti] CHA) at 50 ° C. with the material of Example 8 (H- [Ti] CHA) and Cu (OAc) 2 (0.06M) Which was prepared by ion exchange (2 hours) with a Cu content of 2.72% (ICP).

実施例11
銅で促進された同形置換ゼオライト材料(Cu3.64−[Ti]CHA)を、実施例9の材料(H−[Ti]CHA)及びCu(OAc)(0.125M)を用いた50℃でのイオン交換(2時間)によって調製し、これはCu含有率3.64%(ICP)を示した。
Example 11
Copper-promoted isomorphous substituted zeolitic material (Cu3.64- [Ti] CHA) at 50 ° C. with the material of Example 9 (H- [Ti] CHA) and Cu (OAc) 2 (0.125 M) Prepared by ion exchange (2 hours) with a Cu content of 3.64% (ICP).

実施例12−比較
標準的な銅促進ゼオライト材料(Cu2.75−CHA)を、米国特許第8404203(B2)号明細書(U.S. 8404203B2)で提供される方法に従って調製し、これは実施例9に匹敵するCu含有率(2.75%)を有していた。この材料を、ベンチマークのための基準として提供する。
Example 12-Comparison A standard copper-promoted zeolitic material (Cu 2.75-CHA) was prepared according to the method provided in US Pat. No. 8,404,203 (B2), which is described in Example 9. It had a comparable Cu content (2.75%). This material is provided as a benchmark for benchmarking.

実施例13−比較
標準的な銅促進ゼオライト材料(Cu3.84−CHA)を、米国特許第8404203(B2)号明細書で提供される方法に従って調製し、これは実施例10に匹敵するCu含有率(3.84%)を有していた。この材料を、ベンチマークのための基準として提供する。
Example 13-Comparison A standard copper-promoted zeolitic material (Cu3.84-CHA) was prepared according to the method provided in US Pat. No. 8,404,203 (B2), which contained Cu comparable to Example 10. Had a rate (3.84%). This material is provided as a benchmark for benchmarking.

実施例14
四面体位置でのTiの取込みは、図12に示されるように、940〜980cm−1でのTiを伴う骨格ストレッチ(Ti−O−Si)のフィンガープリントによって証明される。
Example 14
Ti uptake at the tetrahedral position is evidenced by a skeletal stretch (Ti-O-Si) fingerprint with Ti at 940-980 cm- 1 as shown in FIG.

実施例15
図13に示されるように、Tiを伴う骨格ストレッチからのフィンガープリント振動に加えて、高原子価の骨格Ti(IV)に基づく骨格の酸性度の向上が、その形成に強いルイス酸性を必要とするNOの強度増大からも証明される。
Example 15
As shown in FIG. 13, in addition to fingerprint vibration from a skeletal stretch with Ti, an increase in skeletal acidity based on high valent skeleton Ti (IV) requires strong Lewis acidity for its formation This is proved by the increase in the strength of NO + .

実施例16
実施例10及び11の化合物を提供する同形置換されたゼオライト材料[Ti]CHAの酸点にCuを交換した後、NOの形成に影響はない。図14に示されるように、実施例10の材料(Cu2.72−[Ti]CHA)は、平衡状態で未改変の比較例12(Cu2.75−CHA)に比べてより多くのNOを生成する優れた能力を示す。求核剤、例えばNHに対するNOの高い反応性の性質を考慮すると、実施例10(Cu−[Ti]CHA)からの低温(例えば200℃)で観察された有意な反応性の上昇は、触媒上でのNOの改善された生成及び保持に基づくものと立証される。
Example 16
After exchanging Cu for the acid sites of the isomorphously substituted zeolitic material [Ti] CHA providing the compounds of Examples 10 and 11, there is no effect on the formation of NO + . As shown in FIG. 14, the material of Example 10 (Cu2.72- [Ti] CHA) has more NO + in equilibrium than the unmodified Comparative Example 12 (Cu2.75-CHA). Shows excellent ability to produce. Considering the highly reactive nature of NO + to nucleophiles, eg NH 3, the significant increase in reactivity observed at low temperatures (eg 200 ° C.) from Example 10 (Cu— [Ti] CHA) is , Based on improved production and retention of NO + on the catalyst.

実施例17
図15のSEM画像で観察することができるように、合成時のままの[Ti]CHA(実施例8)は、5000xの倍率でのSEM分析(二次電子像)によって同定されるように、1〜2μmの直径サイズを有する球体として特徴的な二次構造を有する。
Example 17
As can be observed in the SEM image of FIG. 15, as-synthesized [Ti] CHA (Example 8), as identified by SEM analysis (secondary electron image) at 5000 × magnification, It has a secondary structure characteristic of a sphere having a diameter size of 1 to 2 μm.

実施例18
実施例10の材料(Cu−[Ti]CHA)を、フロースルー型セラミック基材上に2.1g/inの負荷量でウォッシュコートした。典型的なSCR試験条件には、シミュレートされたディーゼル排気ガス(NO 500ppm、NH 500ppm、O 10%、HO 5%及びN 残分)並びに200℃〜600℃の温度点が含まれる。様々な温度でのNO及びNHの変換をFTIRによってモニターする。長期水熱耐久性を評価する必要がある場合、HO 10%に750℃で5時間暴露する劣化(aging)条件をとる。
Example 18
The material of Example 10 (Cu— [Ti] CHA) was wash-coated on a flow-through ceramic substrate with a load of 2.1 g / in 3 . Typical SCR test conditions include simulated diesel exhaust (NO 500 ppm, NH 3 500 ppm, O 2 10%, H 2 O 5% and N 2 residue) and a temperature point of 200 ° C. to 600 ° C. included. The conversion of NO and NH 3 at various temperatures is monitored by FTIR. When it is necessary to evaluate long-term hydrothermal durability, aging conditions are used in which H 2 O is exposed to 10% at 750 ° C. for 5 hours.

図18A及び図18BのSEM画像に示されるように、合成時のままのCu−[Ti]CHAは、標準的な銅促進ゼオライト材料、つまりCu−CHAと比較した場合に非常に多孔質であるウォッシュコート(図18B)をもたらす。   As shown in the SEM images of FIGS. 18A and 18B, as-synthesized Cu- [Ti] CHA is very porous when compared to a standard copper-promoted zeolitic material, Cu-CHA. A washcoat (FIG. 18B) results.

実施例19
この材料の多孔性及び粒子サイズは、図19に呈示されている。図19に示されるように、Hg浸入測定によって示すと、Cu−[Ti]CHA(実施例10)から形成されたウォッシュコートは、未改変のCu−CHA(実施例12)と比較して、より大きな細孔に向かって空隙率分布を有する。
Example 19
The porosity and particle size of this material is presented in FIG. As shown in FIG. 19, when shown by Hg penetration measurement, the washcoat formed from Cu— [Ti] CHA (Example 10) is compared to unmodified Cu—CHA (Example 12), It has a porosity distribution towards larger pores.

ウォッシュコートの多孔性の増大に加えて、合成時のままのCu−[Ti]CHAは、標準的な銅促進ゼオライト材料の粒子サイズよりも相当大きい粒子サイズをもたらす。   In addition to the increased porosity of the washcoat, as-synthesized Cu- [Ti] CHA results in a particle size that is significantly larger than the particle size of standard copper-promoted zeolitic material.

実施例20
触媒(Cu−[Ti]CHA)を、フロースルー型セラミック基材上に2.1g/in3の負荷量でウォッシュコートした。典型的なSCR試験条件には、シミュレートされたディーゼル排気ガス(NO 500ppm、NH 500ppm、O 10%、HO 5%及びN 残分)並びに200℃〜600℃の温度点が含まれる。様々な温度でのNO及びNHの変換をFTIRによってモニターする。長期水熱耐久性を評価する必要がある場合、HO 10%に750℃で5時間暴露する劣化条件をとる。
Example 20
The catalyst (Cu— [Ti] CHA) was wash coated on the flow-through ceramic substrate at a load of 2.1 g / in 3 . Typical SCR test conditions include simulated diesel exhaust (NO 500 ppm, NH 3 500 ppm, O 2 10%, H 2 O 5% and N 2 residue) and a temperature point of 200 ° C. to 600 ° C. included. The conversion of NO and NH 3 at various temperatures is monitored by FTIR. When long-term hydrothermal durability needs to be evaluated, deterioration conditions are used in which H 2 O is exposed to 10% at 750 ° C. for 5 hours.

図16に示されるように、骨格Ti(実施例10)の助けを借りて、200℃でのSCR性能は、同等のCu%でTiを含まない類似のサンプル(実施例6)と比べて有意に改善され、かつ高温(600℃)でのNO変換効率は全く犠牲にされないことが観察される。 As shown in FIG. 16, with the help of framework Ti (Example 10), the SCR performance at 200 ° C. is significant compared to a similar sample (Example 6) with equivalent Cu% and no Ti. It is observed that NO x conversion efficiency at high temperature (600 ° C.) is not sacrificed at all.

実施例21
図17に示されるように、高温水熱劣化後の高いCu含有率(例えば、SAR=30でCu%>2.5%)の結果、CuOが形成し、これがNHを活発に消費し、高温端でのSCR性能を低下させる。骨格Ti(実施例11)の存在は、Cu負荷量が高いサンプルによる高温領域でのNH3消費を軽減するのに役立つ。
Example 21
As shown in FIG. 17, as a result of the high Cu content after high temperature hydrothermal degradation (eg, SAR = 30, Cu%> 2.5%), CuO is formed, which actively consumes NH 3 , Reduces SCR performance at the high temperature end. The presence of framework Ti (Example 11) helps to reduce NH 3 consumption in the high temperature region due to samples with high Cu loading.

実施例22
同形置換されたゼオライト材料(Na−[Ti]AEI)を、実施例7の材料と同じように調製する。生成物を濾過によって回収して、テンプレートを600℃で5時間の焼成によって除去する。
Example 22
An isomorphously substituted zeolitic material (Na- [Ti] AEI) is prepared in the same manner as the material of Example 7. The product is recovered by filtration and the template is removed by calcination at 600 ° C. for 5 hours.

実施例23
同形置換されたゼオライト材料(H−[Ti]AEI)を、実施例21の材料(Na−[Ti]AEI)との二回のNHNO交換(2.4M)を通して得られるNH−[Ti]AEIの500℃での焼成(4時間)によって調製する。
Example 23
NH 4 isomorphic substituted zeolite material (H- [Ti] AEI), obtained through twice NH 4 NO 3 exchange of the material (Na- [Ti] AEI) of Example 21 (2.4M) - Prepared by firing [Ti] AEI at 500 ° C. (4 hours).

実施例24
銅で促進された同形置換ゼオライト材料(Cu−[Ti]AEI)を、実施例22の材料(H−[Ti]AEI)及びCu(OAc)(0.06M)を用いた50℃でのイオン交換(2時間)によって調製する。
Example 24
Copper promoted isomorphous substituted zeolitic material (Cu— [Ti] AEI) at 50 ° C. with the materials of Example 22 (H— [Ti] AEI) and Cu (OAc) 2 (0.06 M). Prepare by ion exchange (2 hours).

実施例25
同形置換されたゼオライト材料(Na−[Ti]AFX)を、実施例7の材料と同じように調製する。生成物を濾過によって回収して、テンプレートを600℃で5時間の焼成によって除去する。
Example 25
An isomorphously substituted zeolitic material (Na- [Ti] AFX) is prepared in the same manner as the material of Example 7. The product is recovered by filtration and the template is removed by calcination at 600 ° C. for 5 hours.

実施例26
同形置換されたゼオライト材料(H−[Ti]AFX)を、実施例24の材料(Na−[Ti]AFX)との二回のNHNO交換(2.4M)を通して得られるNH−[Ti]AFXの500℃での焼成(4時間)によって調製する。
Example 26
NH 4 isomorphic substituted zeolite material (H- [Ti] AFX), obtained through twice NH 4 NO 3 exchange of the material of Example 24 (Na- [Ti] AFX) (2.4M) - [Ti] Prepare by firing AFX at 500 ° C. (4 hours).

実施例27
銅で促進された同形置換ゼオライト材料(Cu−[Ti]AFX)を、実施例25の材料(H−[Ti]AFX)及びCu(OAc)(0.06M)を用いた50℃でのイオン交換(2時間)によって調製する。
Example 27
Copper promoted isomorphous substituted zeolitic material (Cu— [Ti] AFX) at 50 ° C. with the material of Example 25 (H— [Ti] AFX) and Cu (OAc) 2 (0.06 M). Prepare by ion exchange (2 hours).

実施例28
同形置換されたゼオライト材料(Na−[Ti]CHA)を、0.03Al:SiO:0.07TiO:0.06NaO:0.08ATMAOH:2.33HOのゲル組成物から、155℃で5日間のオートクレーブ水熱合成により調製した。生成物を濾過によって回収して、テンプレートを600℃で5時間の焼成によって除去した。最終的な結晶性材料は、CHA相>90%を示すX線粉末回折パターン及びXRFによる25のSARを有していた。他のSAR、例えば20は、出発ゲルにおけるSi/Al比を適切に調節することによっても得ることができる。
Example 28
Isomorphous substitution zeolite material (Na- [Ti] CHA), 0.03Al 2 O 3: SiO 2: 0.07TiO 2: 0.06Na 2 O: 0.08ATMAOH: 2.33H 2 O of gel compositions From 155 ° C. for 5 days by autoclave hydrothermal synthesis. The product was collected by filtration and the template was removed by calcination at 600 ° C. for 5 hours. The final crystalline material had an X-ray powder diffraction pattern showing CHA phase> 90% and 25 SAR by XRF. Other SARs, such as 20, can also be obtained by appropriately adjusting the Si / Al ratio in the starting gel.

実施例29
同形置換されたゼオライト材料(H−[Ti]CHA)を、実施例27の材料(Na−[Ti]CHA)との二回のNHNO(2.4M)交換を通して得られるNH−[Ti]CHAの500℃での焼成(4時間)によって調製した。Tiレベルは、NHNO交換プロセスを通じて変化しなかった(4.3%対4.5%)。
Example 29
Isomorphically substituted zeolitic material (H- [Ti] CHA) is obtained through two NH 4 NO 3 (2.4M) exchanges with the material of Example 27 (Na- [Ti] CHA) NH 4 − Prepared by firing [Ti] CHA at 500 ° C. (4 hours). Ti level did not change throughout the NH 4 NO 3 exchange process (4.3% vs 4.5%).

実施例30
ゼオライト材料H−CHAの調製を、実施例28及び29の方法に従って行ったが、ゼオライト水熱結晶化のための初期合成ゾルゲルにTiは添加しなかった。
Example 30
Zeolite material H-CHA was prepared according to the method of Examples 28 and 29, but no Ti was added to the initial synthetic sol gel for zeolite hydrothermal crystallization.

実施例31
銅で促進された同形置換ゼオライト材料(Cu−[Ti]CHA(SAR20))を、実施例29の材料(H−[Ti]CHA)及びCu(OAc)を用いた50℃でのイオン交換(2時間)によって調製した。交換プロセスにおいてCu濃度を変化させることで、一連の銅ゼオライトがもたらされた:例えばCu2.46−[Ti]CHA(実施例31a)、Cu3.03−[Ti]CHA(実施例31b)、Cu3.64−[Ti]CHA(実施例31c)及びCu3.78−[Ti]CHA(実施例31d)(Cuの後の数字はCu百分率を示す)。
Example 31
Copper-promoted isomorphous substituted zeolitic material (Cu- [Ti] CHA (SAR20)) was exchanged with the materials of Example 29 (H- [Ti] CHA) and Cu (OAc) 2 at 50 ° C. (2 hours). Changing the Cu concentration in the exchange process resulted in a series of copper zeolites: eg Cu 2.46- [Ti] CHA (Example 31a), Cu3.03- [Ti] CHA (Example 31b), Cu3.64- [Ti] CHA (Example 31c) and Cu3.78- [Ti] CHA (Example 31d) (numbers after Cu indicate Cu percentage).

実施例32
標準的な銅促進ゼオライト材料(Cu2.75−CHA)を、米国特許第8404203(B2)号明細書で提供される方法に従って調製し、かつベンチマークのための基準として提供した。
Example 32
A standard copper-promoted zeolitic material (Cu 2.75-CHA) was prepared according to the method provided in US Pat. No. 8,404,203 (B2) and provided as a reference for benchmarking.

実施例33−比較
Fe−CHA(Fe:2.5%)の合成を、Cu−CHAと同じように行い(ただし、Fe(NOを溶液交換で用いた)、比較サンプルとして選択した。
Example 33 - Comparative Fe-CHA: Synthesis of (Fe 2.5%), carried out in the same way as Cu-CHA (provided that with Fe (NO 3) 3 solution exchange), was selected as a comparative sample .

実施例34−比較
BASF社からの市販のFe−ベータを比較サンプルとして選択した。
Example 34-Comparison Commercially available Fe-beta from BASF was selected as a comparative sample.

実施例35−比較
Sued−Chemie社からの市販のFe−MFI(SCP−306)を比較サンプルとして選択した。
Example 35-Comparison A commercially available Fe-MFI (SCP-306) from Sued-Chemie was selected as a comparative sample.

実施例36
図20に示されるように、骨格Tiの存在下では、高温ゾーンで吸着されたNHは、15.2から19.1cm/gに増加しただけでなく、脱着温度はわずかに10℃だけ上昇しており(例えば470℃から480℃に)、これはNH貯蔵成分として機能する酸性プロトン以外のルイス酸点がより強いことを示す(実施例29対実施例30)。
Example 36
As shown in FIG. 20, in the presence of skeleton Ti, NH 3 adsorbed in the high temperature zone not only increased from 15.2 to 19.1 cm 3 / g, but the desorption temperature was only 10 ° C. It is rising (eg from 470 ° C. to 480 ° C.), indicating that the Lewis acid sites other than acidic protons that function as NH 3 storage components are stronger (Example 29 vs. Example 30).

実施例37
図21に示されるように、Cu交換後、Cu百分率の上昇により向上したのは、中間温度ゾーン、例えば250℃〜400℃におけるNH貯蔵量のみであった。最高脱着ピークの積分値は、Cu−CHA(実施例32)、Cu2.46−[Ti]CHA(実施例31a)、Cu3.03−[Ti]CHA(実施例31)、Cu3.64−[Ti]CHA(実施例31c)について、それぞれ12.8、23.8、28.8及び23.8cm3/gであった。Ti含有Cu−[Ti]CHAサンプルは、400℃超で二倍のNH3保持能を一貫して示した(実施例32対実施例31)。
Example 37
As shown in FIG. 21, after the Cu exchange, only the amount of NH 3 stored in the intermediate temperature zone, for example, 250 ° C. to 400 ° C., was improved by the increase of the Cu percentage. The integrated values of the highest desorption peaks were Cu-CHA (Example 32), Cu2.46- [Ti] CHA (Example 31a), Cu3.03- [Ti] CHA (Example 31), Cu3.64- [ Ti] CHA (Example 31c) was 12.8, 23.8, 28.8 and 23.8 cm < 3 > / g, respectively. Ti-containing Cu- [Ti] CHA samples consistently exhibited double NH 3 retention capacity above 400 ° C. (Example 32 vs. Example 31).

実施例38
図22に示されるように、しかしながら、他のより低い原子価遷移金属、例えばFe(III)の存在は、400℃超でのNH3貯蔵量の効果的な促進を有していなかった。Fe−MFI、Fe−CHA、Fe−ベータの高温時(>400℃)貯蔵容量は、それぞれ13.6、12.8、7.9cm/gであり、これらは未改変のCu−CHAと同様のレベルであった。
Example 38
As shown in FIG. 22, however, the presence of other lower valent transition metals such as Fe (III) did not have an effective promotion of NH 3 storage above 400 ° C. The storage capacities of Fe-MFI, Fe-CHA, and Fe-beta at high temperatures (> 400 ° C.) are 13.6, 12.8, and 7.9 cm 3 / g, respectively, which are unmodified Cu-CHA and It was a similar level.

実施例39
Cu−CHA(実施例32)及びCu3.64−[Ti]CHA(実施例31c)の両方を、等しいウォッシュコート負荷量でハニカム上にコーティングして、温度(200℃、300℃、400℃、450℃及び500℃)にてHO 5%の存在下でのNH貯蔵量を測定した。図23に示されるように、骨格Tiにより補助されて、400℃までで未改変のCu−CHAの場合よりも多くの化学吸着されたNHがCu−[Ti]CHA上に一貫して見出された。
Example 39
Both Cu-CHA (Example 32) and Cu3.64- [Ti] CHA (Example 31c) were coated on the honeycomb with equal washcoat loading and temperature (200 ° C, 300 ° C, 400 ° C, The amount of NH 3 stored in the presence of 5% H 2 O was measured at 450 ° C. and 500 ° C.). As shown in FIG. 23, more chemisorbed NH 3 was consistently seen on Cu— [Ti] CHA up to 400 ° C. than with unmodified Cu—CHA, assisted by framework Ti. It was issued.

実施例40
共沈プロセスからのTi、Si、Alベースの酸化物からなるTiO、Al及びSiOを有する市販の非ゼオライト複合材料もまた、高温でのNH貯蔵特性を示した。図24に示されるように、Cu−CHA(実施例32)と比較して市販の材料の貯蔵容量は低いが、脱着温度はさらに上昇した。
Example 40
Commercial non-zeolite composites with TiO 2 , Al 2 O 3 and SiO 2 consisting of Ti, Si, Al-based oxides from the coprecipitation process also exhibited NH 3 storage properties at high temperatures. As shown in FIG. 24, the storage capacity of the commercially available material was low compared to Cu—CHA (Example 32), but the desorption temperature further increased.

実施例41
同形置換されたゼオライト材料(Na−[Ti]AEI)を、実施例27の材料と同じように調製する。生成物を濾過によって回収して、テンプレートを600℃で5時間の焼成によって除去する。
Example 41
An isomorphously substituted zeolitic material (Na- [Ti] AEI) is prepared in the same manner as the material of Example 27. The product is recovered by filtration and the template is removed by calcination at 600 ° C. for 5 hours.

実施例42
同形置換されたゼオライト材料(H−[Ti]AEI)を、実施例41の材料(Na−[Ti]AEI)との二回のNHNO(2.4M)交換を通して得られるNH−[Ti]AEIの500℃での焼成(4時間)によって調製する。
Example 42
Isomorphously substituted zeolitic material (H- [Ti] AEI) is obtained through two NH 4 NO 3 (2.4M) exchanges with the material of Example 41 (Na- [Ti] AEI) NH 4 − Prepared by firing [Ti] AEI at 500 ° C. (4 hours).

実施例43
銅で促進された同形置換ゼオライト材料(Cu−[Ti]AEI)を、実施例42の材料(H−[Ti]AEI)及びCu(OAc)(0.06M)を用いた50℃でのイオン交換(2時間)によって調製する。
Example 43
Copper promoted isomorphous substituted zeolitic material (Cu— [Ti] AEI) at 50 ° C. with the materials of Example 42 (H— [Ti] AEI) and Cu (OAc) 2 (0.06 M). Prepare by ion exchange (2 hours).

実施例44
同形置換されたゼオライト材料(Na−[Ti]AFX)を、実施例27の材料と同じように調製する。生成物を濾過によって回収して、テンプレートを600℃で5時間の焼成によって除去する。
Example 44
An isomorphously substituted zeolitic material (Na- [Ti] AFX) is prepared in the same manner as the material of Example 27. The product is recovered by filtration and the template is removed by calcination at 600 ° C. for 5 hours.

実施例45
同形置換されたゼオライト材料(H−[Ti]AFX)を、実施例44の材料(Na−[Ti]AFX)との二回のNHNO(2.4M)交換を通して得られるNH−[Ti]AFXの500℃での焼成(4時間)によって調製する。
Example 45
An isomorphously substituted zeolitic material (H- [Ti] AFX) is obtained through two NH 4 NO 3 (2.4M) exchanges with the material of Example 44 (Na- [Ti] AFX) NH 4 − [Ti] Prepare by firing AFX at 500 ° C. (4 hours).

実施例46
銅で促進された同形置換ゼオライト材料(Cu−[Ti]AEX)を、実施例45の材料(H−[Ti]AFX)及びCu(OAc)(0.06M)を用いた50℃でのイオン交換(2時間)によって調製する。
Example 46
Copper promoted isomorphous substituted zeolitic material (Cu— [Ti] AEX) at 50 ° C. with the materials of Example 45 (H— [Ti] AFX) and Cu (OAc) 2 (0.06 M). Prepare by ion exchange (2 hours).

本明細書で(特に添付の特許請求の範囲に関連して)述べられる材料及び方法を説明する文脈での用語「a」及び「an」及び「the」並びに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と明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を含むものと解釈されるべきである。本明細書での値の範囲の列挙は、本明細書で別段の指示がない限り、範囲内に含まれる個別の各値を個々に参照する簡単な方法として用いることを単に意図したものであって、個別の各値は、個々に本明細書に列挙されているように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書で別段の指示がない限り又は文脈と明らかに矛盾しない限り、任意の適切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あらゆる実施例、又は例示的な用語(例えば「〜など、〜といった」)の使用は、単に材料及び方法をわかりやすく説明することを意図しており、特に特許請求されていない限り範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる用語も、特許請求されていない任意の要素が、開示された材料及び方法の実施に必須であることを示すものと解釈されるべきではない。   The use of the terms “a” and “an” and “the” and similar referents in the context of describing the materials and methods described herein (especially in connection with the appended claims) Unless otherwise specified in the specification, or unless clearly contradicted by context, it should be construed to include both the singular and plural forms. The recitation of value ranges herein is merely intended to be used as a simple way to individually reference each individual value within the range, unless otherwise indicated herein. Thus, each individual value is individually incorporated herein as listed herein. All methods described herein can be performed in any suitable order unless otherwise indicated herein or otherwise clearly contradicted by context. The use of any of the examples or exemplary terms provided herein (eg, “to, etc.”) is intended merely to provide a clear explanation of materials and methods, particularly patents. It is not intended to limit the scope unless otherwise claimed. No language in the specification should be construed as indicating any non-claimed element as essential to the practice of the disclosed materials and methods.

本明細書を通して、「1つの実施形態」、「特定の実施形態」、「1つ以上の実施形態」又は「実施形態」の参照は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、材料又は特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所での「1つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「1つの実施形態では」又は「実施形態では」などの文言が出現しても、必ずしも本発明の同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、個別の特徴、構造、材料又は特性は、1つ以上の実施形態で任意の適切な形で組み合わせることができる。   Throughout this specification, reference to “one embodiment”, “a particular embodiment”, “one or more embodiments” or “an embodiment” refers to a particular feature, structure, or structure described in connection with the embodiment. Means that a material or property is included in at least one embodiment of the invention. Accordingly, phrases such as “in one or more embodiments”, “in a particular embodiment”, “in one embodiment”, or “in an embodiment” appear in various places throughout this specification. It does not necessarily refer to the same embodiment of the present invention. Furthermore, individual features, structures, materials, or characteristics can be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

特定の実施形態を参照して本発明を説明してきたが、これらの実施形態は、本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。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の方法及び装置に対して様々な変形及び変更が可能であることは、当業者には明らかである。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内にある変形及び変更を含むことが意図される。   Although the invention has been described with reference to particular embodiments, it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the principles and applications of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the method and apparatus of the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Thus, it is intended that the present invention include modifications and variations that are within the scope of the appended claims and their equivalents.

10 球状粒子、 20 モレキュラーシーブ結晶、 30 ミクロ凝集体、 200 SCR触媒複合体、 210 アンモニア貯蔵材料、 220 SCR触媒材料、 230 基材、 240 入口端、 250 出口端、 260 チャネル、 210a 第1のゾーン、 220a 第2のゾーン、 110 SCR触媒複合体、 112 基材、 113 基材、 118 アンモニア貯蔵材料、 120 SCR触媒材料、 122a 入口端、 124a 出口端、 122b 入口端、 124b 出口端、 118a 第1のゾーン、 120a 第2のゾーン、 35 ウォールフロー型フィルター基材、 52 通路、 53 内壁、 54 入口、 56 出口、 58 入口プラグ、 60 出口プラグ、 62 ガス流、 64 塞がれていない入口、 66 出口側   10 spherical particles, 20 molecular sieve crystals, 30 microaggregates, 200 SCR catalyst composite, 210 ammonia storage material, 220 SCR catalyst material, 230 substrate, 240 inlet end, 250 outlet end, 260 channel, 210a first zone , 220a second zone, 110 SCR catalyst composite, 112 substrate, 113 substrate, 118 ammonia storage material, 120 SCR catalyst material, 122a inlet end, 124a outlet end, 122b inlet end, 124b outlet end, 118a first Zone, 120a second zone, 35 wall flow filter substrate, 52 passage, 53 inner wall, 54 inlet, 56 outlet, 58 inlet plug, 60 outlet plug, 62 gas flow, 64 unblocked inlet, 6 outlet side

Claims (40)

ケイ素原子とアルミニウム原子のゼオライト骨格材料を含むSCR触媒であって、ここで、前記ケイ素原子の一部分が4価の金属で同形置換されており、かつ前記触媒が、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せから選択される金属で促進されている、前記SCR触媒。   An SCR catalyst comprising a zeolite framework material of silicon atoms and aluminum atoms, wherein a part of the silicon atoms are isomorphously substituted with a tetravalent metal, and the catalyst comprises Cu, Fe, Co, Ni, The SCR catalyst promoted with a metal selected from La, Ce, Mn, V, Ag and combinations thereof. 前記4価の金属が4価の遷移金属を含む、請求項1に記載の触媒。   The catalyst of claim 1, wherein the tetravalent metal comprises a tetravalent transition metal. 前記4価の遷移金属が、Ti、Zr、Hf、Ge及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項2に記載の触媒。   The catalyst according to claim 2, wherein the tetravalent transition metal is selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, Ge, and combinations thereof. 前記4価の遷移金属がTiを含む、請求項3に記載の触媒。   The catalyst according to claim 3, wherein the tetravalent transition metal contains Ti. 1〜300の範囲のシリカ/アルミナ比を有する、請求項1に記載の触媒。   The catalyst of claim 1 having a silica / alumina ratio in the range of 1 to 300. 前記シリカ/アルミナ比が、1〜50の範囲にある、請求項5に記載の触媒。   The catalyst according to claim 5, wherein the silica / alumina ratio is in the range of 1-50. 0.0001〜1000の範囲の4価の金属/アルミナ比を有する、請求項1に記載の触媒。   The catalyst of claim 1 having a tetravalent metal / alumina ratio in the range of 0.0001 to 1000. 前記4価の金属/アルミナ比が、0.01〜10の範囲にある、請求項7に記載の触媒。   The catalyst according to claim 7, wherein the tetravalent metal / alumina ratio is in the range of 0.01-10. 前記4価の金属/アルミナ比が、0.01〜2の範囲にある、請求項8に記載の触媒。   The catalyst according to claim 8, wherein the tetravalent metal / alumina ratio is in the range of 0.01-2. 1〜100の範囲のシリカ/4価の金属比を有する、請求項1に記載の触媒。   The catalyst of claim 1 having a silica / 4 valent metal ratio in the range of 1-100. 前記シリカ/4価の金属比が、5〜20の範囲にある、請求項10に記載の触媒。   The catalyst according to claim 10, wherein the silica / 4 valent metal ratio is in the range of 5-20. 前記ゼオライト骨格材料が、12以下の環サイズを有する、請求項1に記載の触媒。   The catalyst according to claim 1, wherein the zeolite framework material has a ring size of 12 or less. 前記ゼオライト骨格材料がd6rユニットを含む、請求項12に記載の触媒。   The catalyst according to claim 12, wherein the zeolite framework material comprises d6r units. 前記ゼオライト骨格材料が、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WEN及びそれらの組合せから選択される、請求項13に記載の触媒。   The zeolite framework material is AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT, SAV, SBS, 14. A catalyst according to claim 13 selected from SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN and combinations thereof. 前記ゼオライト骨格材料が、AEI、CHA、AFX、ERI、KFI、LEV及びそれらの組合せから選択される、請求項14に記載の触媒。   15. A catalyst according to claim 14 wherein the zeolite framework material is selected from AEI, CHA, AFX, ERI, KFI, LEV and combinations thereof. 前記ゼオライト骨格材料が、CHAから選択される、請求項1に記載の触媒。   The catalyst according to claim 1, wherein the zeolite framework material is selected from CHA. 前記触媒が、Cu、Fe及びそれらの組合せで促進されている、請求項1に記載の触媒。   The catalyst of claim 1, wherein the catalyst is promoted with Cu, Fe, and combinations thereof. 前記触媒が、NOの形成を促進するのに有効である、請求項1に記載の触媒。 The catalyst of claim 1, wherein the catalyst is effective to promote the formation of NO + . 窒素酸化物(NO)を選択的に還元する方法であって、NOを含有する排気ガス流を、ケイ素原子及びアルミニウム原子のゼオライト骨格材料を含む触媒に接触させることを含み、ここで、前記ケイ素原子の一部分が4価の金属で同形置換されている、前記方法。 A method of selectively reducing nitrogen oxides (NO x ), comprising contacting an exhaust gas stream containing NO x with a catalyst comprising a zeolite framework material of silicon atoms and aluminum atoms, wherein The method, wherein a portion of the silicon atoms are isomorphously substituted with a tetravalent metal. アンモニアを含有する排気ガス流と、前記排気ガス流中のアンモニアの少なくとも一部を分解するのに有効である請求項1に記載の触媒とを含む排気ガス処理システム。   An exhaust gas treatment system comprising an exhaust gas stream containing ammonia and the catalyst of claim 1 effective to decompose at least a portion of the ammonia in the exhaust gas stream. SCR触媒複合体であって、
アンモニアと窒素酸化物との反応を促進して150℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させるSCR触媒材料と、
酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料とを
含み、前記SCR触媒材料が、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効であり、400℃での最小NH3貯蔵量が0.1g/Lである、前記SCR触媒複合体。
An SCR catalyst complex,
An SCR catalyst material that promotes the reaction between ammonia and nitrogen oxides to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 150 ° C. to 600 ° C .;
An ammonia storage material comprising a transition metal having an oxidation number IV, the SCR catalyst material being effective for storing ammonia at 400 ° C. or higher, and a minimum NH 3 storage amount at 400 ° C. of 0.1 g / The SCR catalyst composite which is L.
前記遷移金属が、Ti、Ce、Zr、Hf、Ge及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項21に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst composite of claim 21, wherein the transition metal is selected from the group consisting of Ti, Ce, Zr, Hf, Ge, and combinations thereof. 前記SCR触媒材料が、前記アンモニア貯蔵材料で同形置換されている、請求項21に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst composite of claim 21, wherein the SCR catalyst material is isomorphously substituted with the ammonia storage material. 前記アンモニア貯蔵材料が、前記SCR触媒材料中に分散されている、請求項21に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst composite according to claim 21, wherein the ammonia storage material is dispersed in the SCR catalyst material. 前記アンモニア貯蔵材料が、前記SCR触媒材料上に層として分散されている、請求項21に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst composite according to claim 21, wherein the ammonia storage material is dispersed as a layer on the SCR catalyst material. 前記アンモニア貯蔵材料と前記SCR触媒材料とが、ゾーン形成されて配置されている、請求項21に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst composite according to claim 21, wherein the ammonia storage material and the SCR catalyst material are arranged in a zone. 前記アンモニア貯蔵材料が、前記SCR触媒材料の上流にある、請求項26に記載のSCR触媒複合体。   27. The SCR catalyst complex of claim 26, wherein the ammonia storage material is upstream of the SCR catalyst material. 前記SCR触媒材料が、前記アンモニア貯蔵材料でイオン交換されている、請求項21に記載の触媒複合体。   The catalyst composite according to claim 21, wherein the SCR catalyst material is ion exchanged with the ammonia storage material. 前記SCR触媒材料が、基材上に堆積されている、請求項21に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst composite of claim 21, wherein the SCR catalyst material is deposited on a substrate. 前記基材が、ウォールフロー型フィルター及びフロースルー型基材から選択される、請求項29に記載のSCR触媒複合体。   30. The SCR catalyst composite according to claim 29, wherein the substrate is selected from a wall flow type filter and a flow through type substrate. 前記SCR触媒材料が、モレキュラーシーブ、混合酸化物、及び活性化された耐火性金属酸化物担体のうちの1つ以上を含む、請求項21に記載のSCR触媒複合体。   24. The SCR catalyst composite of claim 21, wherein the SCR catalyst material comprises one or more of molecular sieves, mixed oxides, and activated refractory metal oxide supports. 前記混合酸化物が、Fe/チタニア、Fe/アルミナ、Mg/チタニア、Mg/アルミナ、Mn/アルミナ、Mn/チタニア、Cu/チタニア、Ce/Zr、Ti/Zr、バナジア/チタニア及びそれらの混合物から選択され、かつ前記活性化された耐火性金属酸化物担体が、アルミナ、セリア、ジルコニア、シリカ、チタニア、シリカ−アルミナ、ジルコニア−アルミナ、チタニア−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、バリア−アルミナ、バリア−ランタナ−アルミナ、バリア−ランタナ−ネオジミア−アルミナ、アルミナ−クロミア、アルミナ−セリア、ジルコニア−シリカ、チタニア−シリカ、又はジルコニア−チタニア、及びそれらの組合せから選択される、請求項31に記載のSCR触媒複合体。   The mixed oxide is Fe / titania, Fe / alumina, Mg / titania, Mg / alumina, Mn / alumina, Mn / titania, Cu / titania, Ce / Zr, Ti / Zr, vanadia / titania and mixtures thereof. Selected and activated refractory metal oxide support is alumina, ceria, zirconia, silica, titania, silica-alumina, zirconia-alumina, titania-alumina, lantana-alumina, lantana-zirconia-alumina, barrier 32. selected from alumina, barrier-lanthana-alumina, barrier-lanthana-neodymia-alumina, alumina-chromia, alumina-ceria, zirconia-silica, titania-silica, or zirconia-titania, and combinations thereof The SCR catalyst complex described in 1. 前記シリカ/アルミナ比が、1〜300の範囲にある、請求項32に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst composite according to claim 32, wherein the silica / alumina ratio is in the range of 1 to 300. 前記SCR触媒材料が、ケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子の骨格を有するモレキュラーシーブを含み、かつアルミナと遷移金属との比が、1:10〜10:1の範囲にある、請求項32に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst material comprises a molecular sieve having a skeleton of silicon atoms, phosphorus atoms and aluminum atoms, and the ratio of alumina to transition metal is in the range of 1:10 to 10: 1. SCR catalyst complex. 前記SCR触媒材料が、ケイ素原子、リン原子及びアルミニウム原子の骨格を有するモレキュラーシーブを含み、かつ前記ケイ素原子の一部分が前記アンモニア貯蔵材料の金属で同形置換されている、請求項32に記載のSCR触媒複合体。   The SCR catalyst according to claim 32, wherein the SCR catalyst material comprises a molecular sieve having a skeleton of silicon atoms, phosphorus atoms and aluminum atoms, and a part of the silicon atoms is isomorphously substituted with a metal of the ammonia storage material. Catalyst complex. 前記モレキュラーシーブが、12以下の環サイズを有する、請求項31に記載のSCR触媒複合体。   32. The SCR catalyst composite of claim 31, wherein the molecular sieve has a ring size of 12 or less. 前記モレキュラーシーブが、MFI、BEA、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WEN及びそれらの組合せからなる群から選択される構造型を有する、請求項36に記載のSCR触媒複合体。   The molecular sieve is MFI, BEA, AEI, AFT, AFX, CHA, EAB, EMT, ERI, FAU, GME, JSR, KFI, LEV, LTL, LTN, MOZ, MSO, MWW, OFF, SAS, SAT, SAV 37. The SCR catalyst complex of claim 36, having a structural type selected from the group consisting of: SBS, SBT, SFW, SSF, SZR, TSC, WEN and combinations thereof. 前記SCR触媒材料が、Cu、Fe、Co、Ni、La、Ce、Mn、V、Ag及びそれらの組合せから選択される金属で促進されている、請求項21に記載のSCR触媒複合体。   23. The SCR catalyst composite of claim 21, wherein the SCR catalyst material is promoted with a metal selected from Cu, Fe, Co, Ni, La, Ce, Mn, V, Ag, and combinations thereof. 窒素酸化物(NO)の選択的な還元とアンモニアの貯蔵とを同時に行う方法であって、NOを含有する排気ガス流を、アンモニアと窒素酸化物との反応を促進して150℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素及びHOを形成させるSCR触媒材料と、酸化数IVを有する遷移金属を含むアンモニア貯蔵材料とを含むSCR触媒複合体に接触させることを含み、前記SCR触媒材料が、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効であり、400℃での最小NH貯蔵量が0.1g/Lである、前記方法。 A method of simultaneously performing selective reduction of nitrogen oxides (NO x ) and storage of ammonia, wherein an exhaust gas stream containing NO x is promoted to promote the reaction between ammonia and nitrogen oxides at 150 ° C. to Contacting the SCR catalyst composite comprising an SCR catalyst material that selectively forms nitrogen and H 2 O over a temperature range of 600 ° C., and an ammonia storage material comprising a transition metal having an oxidation number IV, The method, wherein the catalyst material is effective to store ammonia at 400 ° C. or higher, and the minimum NH 3 storage at 400 ° C. is 0.1 g / L. SCR触媒複合体であって、
アンモニアと窒素酸化物との反応を効率的に促進して200℃〜600℃の温度範囲にわたり選択的に窒素とHOを形成させるSCR触媒材料と、
Tiを含むアンモニア貯蔵材料とを
含み、ここで、前記SCR触媒材料は、SSZ−13を含み、かつ前記アンモニア貯蔵材料は、400℃以上でアンモニアを貯蔵するのに有効である、前記SCR触媒複合体。
An SCR catalyst complex,
An SCR catalyst material that efficiently promotes the reaction between ammonia and nitrogen oxides to selectively form nitrogen and H 2 O over a temperature range of 200 ° C. to 600 ° C .;
The SCR catalyst composite, wherein the SCR catalyst material comprises SSZ-13, and the ammonia storage material is effective to store ammonia at 400 ° C. or higher. body.
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