JP2018501949A - 低温排出制御のためのscrとpnaの組み合わせ - Google Patents
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
である。
SCR触媒
SCR触媒は、卑金属、卑金属の酸化物、混合酸化物上に担持された金属、モレキュラーシーブ、金属含有モレキュラーシーブ又はそれらの混合物を含みうる。前記卑金属は、セリウム(Ce)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、銅(Cu)、鉄(Fe)、マンガン(Mn)、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、及びバナジウム(V)、並びにそれらの混合物からなる群から選択されうる。アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア及びそれらの組み合わせなどの耐火性金属酸化物上に担持されたバナジウムからなるSCR組成物は周知であり、モバイル用途で商業的に広く使用されている。典型的な組成物は、その全内容が出典明示によりここに援用される米国特許第4010238号及び第4085193号に記載されている。特にモバイル用途において商業的に使用される組成物は、WO3及びV2O5がそれぞれ5〜20重量%及び0.5〜6重量%の範囲の濃度で分散されたTiO2を含む。
前記NOx吸着材は、セリウム担持パラジウム又は金属含有モレキュラーシーブを含み、該金属はセリウム、クロム、コバルト、銅、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニッケル、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀バナジウム、及び亜鉛、並びにそれらの混合物からなる群から選択される。好ましくは、前記金属はコバルト、マンガン、パラジウム、又は亜鉛である。より好ましくは、前記金属はパラジウム又は亜鉛である。最も好ましくは、前記SCR触媒中の前記金属は銅であり、前記NOx吸着触媒中の前記金属はパラジウムである。前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブは、前記SCR触媒中のモレキュラーシーブの説明において上述したように、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、又はシリコアルミノホスフェートを含みうる。前記SCR触媒が金属含有モレキュラーシーブを含む場合、前記SCR触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブは、前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの同じモレキュラーシーブであり得、あるいは前記SCR触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブのモレキュラーシーブは、前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブのモレキュラーシーブとは異なるものであってもよい。
触媒物品は、SCR触媒とNOx吸着触媒を含み得、前記SCR触媒は金属含有モレキュラーシーブを含み、該金属は、セリウム、銅、鉄、及びマンガン、並びにそれらの混合物からなる群から選択され、前記NOx吸着触媒は金属含有モレキュラーシーブを含み、該金属は、パラジウム又は銀、及びそれらの混合物からなる群から選択され、前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒は、同じモレキュラーシーブを含み、前記SCR触媒中の金属と前記NOx吸着触媒中の金属は、モレキュラーシーブ内で交換及び/又は置換される。
「基材」という用語は、当該分野で一般的に知られているように、触媒と場合によっては担体が上に配置されうる実質的に不活性な材料を指す。基材は、任意の一般的に適した形態でありうる。例えば、基材は、フィルター、フロースルーモノリス、例えばセラミック、ハニカム、又は異なる押出構造を含みうる。
前記触媒物品は、フロースルーモノリス基材を更に含み得、前記SCR触媒は第一層として該フロースルーモノリス基材上に配され、前記NOx吸着触媒は第二層として該フロースルーモノリス基材上に配される。前記触媒物品は、前記第一層が該物品を通る排気ガスの流れの方向において前記第二層の上流に位置するように構成されうる。前記触媒物品は、前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒の混合物である触媒組成物を含みうる。
前記触媒物品はフィルターを更に含みうる。前記フィルターは、好ましくは炭化ケイ素、コーディエライト又はチタン酸アルミニウムを含みうる。前記SCR触媒は第一層として前記フィルター上に配され得、前記NOx吸着触媒は第二層として前記フィルター上に配される。前記触媒物品は、前記第一層が前記物品を通る排気ガスの流れの方向において第二層の上流に位置するように構成されうる。また、前記触媒物品は、前記第二層が前記物品を通る排気ガスの流れの方向において第一層の上流に位置するように構成されうる。前記触媒物品は、一又は複数の追加の層を含み得、追加の層は一又は複数の追加の触媒を含む。前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒は前記フィルター上に混合物として存在しうる。前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒は、ゾーン化された構成で前記フィルター上に存在しうる。
前記触媒物品は押出基材を含み得、ここで、(a)前記押出基材が前記SCR触媒を含み、前記NOx吸着触媒が前記押出基材上に層として配され、又は(b)前記押出基材が前記NOx吸着触媒を含み、前記SCR触媒が前記押出基材上に層として配され、又は(c)前記押出基材が、前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒を含む。前記押出触媒物品は一又は複数の追加の層を更に含み得、前記追加の層は一又は複数の触媒を含む。
「ウォッシュコート」という用語は、当該技術分野で広く認識されている用語であり、一又は複数の触媒又は触媒前駆体、担体材料、及び場合によっては他の材料、例えば結合剤、促進剤又は安定剤の混合物を指す。
排気システムは、(a)SCR触媒とNOx吸着触媒を含む触媒物品であって、前記SCR触媒が、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、インジウム、イリジウム、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウム、レニウム、銀、スズ及び亜鉛からなる群から選択される第一金属を含み、前記NOx吸着触媒が、セリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択される第二金属を含み、前記第一金属と前記第二金属は異なる金属であり、前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒の少なくとも一つはモレキュラーシーブを含む触媒物品と(b)近位連結触媒化スートフィルター(CSF)とを含みうる。前記排出システムは、前記触媒物品の前でシステム内に尿素を添加する第一の手段と、前記触媒物品の後でシステム内に尿素を添加する第二の手段とを更に含みうる。尿素を添加する前記第一及び第二の手段を含む前記排気システムは、前記第一の手段を制御して前記触媒物品の前でシステム内に尿素を添加する手段を更に備えることができ、前記第一の手段を制御してシステム内に尿素を添加する手段は、触媒物品の温度がライトオフ温度にあるとき尿素の導入を停止又は減少させる。
排気ガスを処理するための方法は、ある濃度のNOxを有する排気ガス流を、(a)入口面の端部と出口面と前記入口面から前記出口面へのガス流の軸を有するウォールフローモノリスと、(b)SCR触媒を含む第一層と、セリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択される金属を含むNOx吸着触媒を含む第二層とを含む組成物であって、第一層が第二層の前に排気ガスに接触するように配された組成物と、(c)場合によっては、第二のSCR触媒を含む第一層と貴金属を含む第二層を含む第二組成物であって、第一層が第二層の前に排気ガスに接触するように配された第二組成物を含む触媒物品の存在下、約150℃〜約750℃の温度で窒素含有還元剤と接触させる工程を含み、ここで、前記第一組成物と第二組成物は前記ウォールフローモノリスの一部内に軸に沿って直列に配され、前記第一組成物は前記入口面に近接して配され、第二領域が前記出口面に近接して配される。
SCR触媒とNOx吸着触媒は、様々な構成で存在しうる。様々な構成を示す図2A〜図2Gは、縮尺通りではない。図2Aは、SCR触媒が、下層(下方層)12のNOx吸着触媒上に位置する上層(上方層)10に存在し、下層12が固体担体14上に位置する物品の構成を示している。この構成の変形例では、NOx吸着触媒が、下層(下方層)12のSCR触媒上に位置する上層(上方層)10内に存在する。
銅及び/又はパラジウム含有アルミノシリケートチャバザイト(SAR比25のCHA)を含む一連の触媒を、酢酸銅及び硝酸パラジウム溶液を使用してインシピエントウェットネス含浸法により調製した(銅及びパラジウム添加量は下表に示す)。比較触媒6及び7はそれぞれPd CHA又はCu CHAのみを含む単一成分であった。
アルミノシリケートチャバザイト(CHA SAR)を含む銅及び/又はパラジウムを含む一連の触媒を、以下の表に示される2.5重量%の固定Cu添加量と0.2重量%〜1重量%の間の様々なパラジウム添加量で、実施例2に記載したようにして調製した。上述の比較触媒7は、2.5%Cu CHAを含む単一層であった。以下の触媒13〜15の各々は、以下に示されたPd量と共に2.5%Cu CHAを含む。
25のSARを有する銅又はパラジウム含有アルミノシリケートチャバザイト(CHA)を含む一連の触媒を調製した。Cu添加量は2.5重量%であり、Pd添加量は1重量%であった。各触媒を500℃でか焼し、ついで約5μmのD90まで粉砕した。ついで、粉砕したサンプルをスラリー化してウォッシュコートにした後、触媒3〜5に対して以下の表に示したウォッシュコート添加量で、Pd CHAを下層として、Cuチャバザイトを上層として、モノリス基材上にコーティングした。比較触媒1は、2.5重量%の添加量と2.5g in3のウォッシュコート添加量でCuCHAを含む単一層であった。比較触媒2は、2.5g in3のウォッシュコート添加量でCu CHAを含む上層と2g/in3の添加量でZnOを含む下層を含む2層触媒であった。ついで、サンプルを500℃で空気中でか焼した。
2.2LのLDDユーロ5エンジンを使用するMVEG試験を使用して、上述の触媒物品を使用して現在使用されているDOC+SCRFシステムをSCR/PNA+CSFと比較した。これらのシステムにおいて、DOCは80 2:1g/ft3のPGM添加量と2.3g/in3のウォッシュコート添加量の標準的Pt−Pd触媒であり、SCRFは88.6g/ft3のCu添加量と1.9g/in3のウォッシュコート添加量のCu−CHA触媒である。SCR/PNAシステムは、上の実施例3と同様の層状触媒であり、下層は60g/ft3のPGM添加量と1.0g/in3のウォッシュコート添加量で、上層は120g/ft3のCu添加量と2.4g/in3のウォッシュコート添加量である。CSFは、20 10:1g/ft3の添加量でPt−Pd PGMを含み、1.5g/in3のウォッシュコート添加量を有する。以下のグラフの幾つかは、2箇所の位置でなされた様々なパラメータの測定の値を示す:エンジンを出るとき(エンジンアウト)と、触媒システムを出るとき、特にSCR/PNA後又はSCRF後の何れか。
(a)MVEG試験の最初の250秒にわたって生成されたNOxの累積量の少なくとも50%の低減;(b)MVEG試験の最初の1100秒にわたって生成されたNOx累積量の少なくとも50%の低減;(c)MVEG試験の1200秒にわたって生成されたCOの累積量の少なくとも75%の低減;及び(d)MVEG試験の1200秒にわたって生成されたTHCの累積量の少なくとも75%の低減の2つ以上をもたらし;
(a)MVEG試験の最初の250秒にわたって生成されたNOxの累積量の少なくとも50%の低減;(b)MVEG試験の最初の1100秒にわたって生成されたNOx累積量の少なくとも50%の低減;(c)MVEG試験の1200秒にわたって生成されたCOの累積量の少なくとも75%の低減;及び(d)MVEG試験の1200秒にわたって生成されたTHCの累積量の少なくとも75%の低減の3つ以上をもたらし;
(a)MVEG試験の最初の250秒にわたって生成されたNOxの累積量の少なくとも50%の低減;(b)MVEG試験の最初の1100秒にわたって生成されたNOx累積量の少なくとも50%の低減;(c)MVEG試験の1200秒にわたって生成されたCOの累積量の少なくとも75%の低減;及び(d)MVEG試験の1200秒にわたって生成されたTHCの累積量の少なくとも75%の低減をもたらし;
(a)MVEG試験の最初の250秒にわたって累積的に生成される約0.35g未満のNOx;(b)MVEG試験の最初の1100秒にわたって累積的に生成される約1.3g未満のNOx;(c)MVEG試験の1200秒にわたって累積的に生成される約7.5g未満のCO;及び(d)MVEG試験の1200秒にわたって累積的に生成される約0.6g未満のTHCの2つ以上をもたらし;
(a)MVEG試験の最初の250秒にわたって累積的に生成される約0.35g未満のNOx;(b)MVEG試験の最初の1100秒にわたって累積的に生成される約1.3g未満のNOx;(c)MVEG試験の1200秒にわたって累積的に生成される約7.5g未満のCO;及び(d)MVEG試験の1200秒にわたって累積的に生成される約0.6g未満のTHCの3つ以上をもたらし;
(a)MVEG試験の最初の250秒にわたって累積的に生成される約0.35g未満のNOx;(b)MVEG試験の最初の1100秒にわたって累積的に生成される約1.3g未満のNOx;(c)MVEG試験の1200秒にわたって累積的に生成される約7.5g未満のCO;及び(d)MVEG試験の1200秒にわたって累積的に生成される約0.6g未満のTHCをもたらす
ことができることを証明している。転化されるNOx、HC及びCOの量は、エンジンアウト条件に依存しうる。
Claims (117)
- SCR触媒とNOx吸着触媒を含む触媒物品であって、前記NOx吸着触媒が、セリア担持パラジウム又は金属含有モレキュラーシーブを含み、前記金属が、セリウム、クロム、コバルト、銅、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニッケル、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀バナジウム、及び亜鉛、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、触媒物品。
- 前記SCR触媒が、卑金属、卑金属の酸化物、モレキュラーシーブ、金属含有モレキュラーシーブ、混合酸化物上に担持された金属又はそれらの混合物を含む、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記卑金属が、セリウム、クロム、コバルト、銅、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、タングステン、及びバナジウム、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項2に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒が、金属がセリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、インジウム、イリジウム、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウム、レニウム、銀、スズ及び亜鉛からなる群から選択される金属含有モレキュラーシーブを含む、請求項2に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒中の前記金属が銅を含む、請求項4に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒が、アルミノシリケートモレキュラーシーブ、アルミノホスフェートモレキュラーシーブ、シリコアルミノホスフェートモレキュラーシーブ、金属含有アルミノシリケートモレキュラーシーブ、金属含有アルミノホスフェートモレキュラーシーブ、又は金属含有シリコアルミノホスフェートモレキュラーシーブを含む、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記モレキュラーシーブが金属含有モレキュラーシーブである、請求項6に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒がモレキュラーシーブ又は金属含有モレキュラーシーブを含み、前記モレキュラーシーブ又は前記金属含有モレキュラーシーブ中の前記モレキュラーシーブが、AEI、BEA(ベータゼオライト)、CHA(チャバザイト)、FAU(ゼオライトY)、FER(フェリエライト)、MFI(ZSM−5)及びMOR(モルデナイト)からなる群から選択される骨格タイプ又はエリオナイトを含む、請求項6に記載の触媒物品。
- 前記混合酸化物上に担持された金属が、(i)セリウム及びジルコニウムからなる担体材料としての混合酸化物もしくは複合酸化物又はそれらの混合物上に分散された少なくとも一種の遷移金属;又は(ii)不活性酸化物担体材料上に分散された単一酸化物もしくはそれらの複合酸化物又は単一酸化物と複合酸化物の混合物としての酸化セリウム及び酸化ジルコニウムであって、少なくとも一種の遷移金属がその上に分散され、該少なくとも一種の遷移金属がVIB族金属、IB族金属、IVA族金属、VB族金属、VIIB族金属、VIII族金属及びこれらの任意の二種以上の混合物からなる群から選択され、但し、少なくとも一種の選択された遷移金属がタングステンであり、触媒成分中の酸化物としてのセリウム及びジルコニウムの含有量が
CexZr1−XO2(ここで、X=0.1〜0.5)
であるものからなる少なくとも一種の触媒成分を含む、請求項2に記載の触媒物品。 - 前記触媒成分中の酸化物としてのセリウム及びジルコニウムの含有量がCexZr1−XO2(ここで、X=0.2〜0.5)である、請求項9に記載の触媒物品。
- 前記二種以上の遷移金属が、Cr、Ce、Mn、Fe、Co、Ni、W及びCuからなる群から選択される、請求項9に記載の触媒物品。
- 前記二種以上の遷移金属が、Fe、W、Ce、Mn及びCuからなる群から選択される、請求項11に記載の触媒物品。
- 前記二種以上の遷移金属が、鉄とマンガンを含む、請求項12に記載の触媒物品。
- 前記二種以上の遷移金属が、鉄とタングステンを含む、請求項9に記載の触媒物品。
- 前記触媒成分中に存在する少なくとも一種の遷移金属が全部で触媒成分の全重量に基づいて0.1〜30重量%である、請求項9に記載の触媒物品。
- 前記触媒成分が(ii)からなり、前記不活性酸化物担体が、アルミナ、チタニア、非ゼオライトシリカアルミナ、セリア、ジルコニア並びにこれらの任意の二種以上の混合物、複合酸化物及び混合酸化物からなる群から選択される、請求項9に記載の触媒物品。
- 前記触媒成分が少なくとも600℃の温度で活性化されている、請求項9に記載の触媒物品。
- 前記触媒組成物が、ジルコニア上に分散された鉄及びタングステンからなる第二触媒成分を更に含む、請求項9に記載の触媒物品。
- 前記第一触媒成分と前記第二触媒成分が別個のゾーン又は層に配される、請求項18に記載の触媒。
- 前記触媒組成物が、前記第一及び第二触媒成分の混合物である、請求項18に記載の触媒。
- 前記SCRが、(i)セリウム及びジルコニウムからなる担体材料としての混合酸化物もしくは複合酸化物又はそれらの混合物上に分散された二種以上の遷移金属;又は(ii)不活性酸化物担体材料上に分散された単一酸化物もしくはそれらの複合酸化物又は単一酸化物と複合酸化物の混合物としての酸化セリウム及び酸化ジルコニウムであって、その上に少なくとも二種の遷移金属が分散させられ、但し金属の少なくとも一種がタングステンであるものからなる少なくとも一種の触媒成分を含む、請求項2に記載の触媒物品。
- 第二遷移金属が、VIB族金属、IB族金属、IVA族金属、VB族金属、VIIB族金属、VIII族金属及びそれらの任意の二種以上の混合物からなる群から選択される、請求項21に記載の物品。
- 前記触媒中の酸化物としてのセリウム及びジルコニウムの含有量が、CexZr1−xO2(ここで、X=0.1〜1.0)である、請求項21に記載の触媒。
- X=0.1〜0.5である、請求項23に記載の物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブが、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、又はシリコアルミノホスフェートを含む、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブが、小細孔、中細孔又は大細孔モレキュラーシーブからなる群から選択される骨格タイプを含む、請求項25に記載の触媒物品。
- 前記小細孔モレキュラーシーブが、ACO、AEI、AEN、AFN、AFT、AFX、ANA、APC、APD、ATT、CDO、CHA、DDR、DFT、EAB、EDI、EPI、ERI、GIS、GOO、IHW、ITE、ITW、LEV、KFI、MER、MON、NSI、OWE、PAU、PHI、RHO、RTH、SAT、SAV、SIV、THO、TSC、UEI、UFI、VNI、YUG、及びZON、並びにそれらの混合物又は連晶からなる群から選択される骨格タイプを含む、請求項26に記載の触媒物品。
- 前記中細孔モレキュラーシーブが、AEL、AFO、AHT、BOF、BOZ、CGF、CGS、CHI、DAC、EUO、FER、HEU、IMF、ITH、ITR、JRY、JSR、JST、LAU、LOV、MEL、MFI、MFS、MRE、MTT、MVY、MWW、NAB、NAT、NES、OBW、−PAR、PCR、PON、PUN、RRO、RSN、SFF、SFG、STF、STI、STT、STW、−SVR、SZR、TER、TON、TUN、UOS、VSV、WEI及びWEN、並びにそれらの混合物及び/又は連晶からなる骨格タイプ群から選択される、請求項26に記載の触媒物品。
- 前記中細孔モレキュラーシーブが、FER、MEL、MFI及びSTTの少なくとも一つを含む、請求項26に記載の触媒物品。
- 前記大細孔モレキュラーシーブが、AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、ATS、BEA、BEC、BOG、BPH、BSV、CAN、CON、CZP、DFO、EMT、EON、EZT、FAU、GME、GON、IFR、ISV、ITG、IWR、IWS、IWV、IWW、 JSR、LTF、LTL、MAZ、MEI、MOR、MOZ、MSE、MTW、NPO、OFF、OKO、OSI、−RON、RWY、SAF、SAO、SBE、SBS、SBT、SEW、SFE、SFO、SFS、SFV、SOF、SOS、STO、SSF、SSY、USI、UWY、及びVET、並びにそれらの混合物及び/又は連晶からなる骨格タイプ群から選択される、請求項26に記載の触媒物品。
- 前記大細孔モレキュラーシーブが、AFI、BEA、MAZ、MOR及びOFFの少なくとも一つを含む、請求項26に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブが、前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブのモレキュラーシーブと同じである、請求項6に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブが、前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブのモレキュラーシーブと異なる、請求項6に記載の触媒物品。
- 前記金属含有モレキュラーシーブ中の前記モレキュラーシーブが、10〜100のSARを有するアルミノシリケート、又は5〜15%のシリカを含むシリカアルミノホスフェートを含む、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記金属がコバルト、マンガン、パラジウム、又は亜鉛である、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記金属がパラジウム又は亜鉛を含む、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記モレキュラーシーブが、5〜100のSARを有するアルミノシリケート、又は5から15%のシリカを含むシリカアルミノホスフェートを含む、請求項36に記載の触媒物品。
- 前記パラジウム含有モレキュラーシーブが、パラジウム含有シリコアルミノホスフェートであり、前記シリコアルミノホスフェートが、5〜15%のシリカを含む、請求項36に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒中の前記金属が銅であり、前記NOx吸着触媒中の前記金属がパラジウムである、請求項1に記載の触媒物品。
- (a)前記SCR触媒が卑金属又はその酸化物を含む場合、該卑金属は、該SCR触媒の全重量に基づき0.01〜20重量%の濃度で存在し;又は(b)前記SCR触媒が金属含有モレキュラーシーブを含む場合、該SCR触媒中の該金属は該モレキュラーシーブの重量に基づき0.01〜10重量%の濃度で該モレキュラーシーブ中に存在する、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒が、約0.5〜約4.0g/in3の添加量で存在する、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の金属が、NOx吸着触媒の全重量に基づき0.01〜20重量%の濃度で存在する、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒が、約0.5〜約4.0g/in3の添加量で存在する、請求項16に記載の触媒物品。
- 請求項1に記載の触媒物品であって、
(a)前記SCR触媒を含む第一層と前記NOx吸着触媒を含む第二層、又は
(b)前記NOx吸着触媒を含む第一層と前記SCR触媒を含む第二層
を含む、触媒物品。 - 前記第一層は、触媒物品を通過する排気ガスが前記第二層との接触前に接触するように配置される、請求項44に記載の触媒物品。
- 前記第一層は、前記第二層の上に位置する上層である、請求項44に記載の触媒物品。
- 前記第一層は前記第二層に隣接している、請求項45に記載の触媒物品。
- 前記第一層と前記第二層が双方とも同じ基材上に位置する、請求項45に記載の触媒物品。
- 前記第一層は第一基材上に配置され、前記第二層は第二基材上に配置される、請求項44に記載の触媒物品。
- 前記第一層が銅含有モレキュラーシーブを含み、前記第二層がパラジウム又は亜鉛含有モレキュラーシーブを含む、請求項45に記載の触媒物品。
- 前記第一層と前記第二層の少なくとも一つの前記モレキュラーシーブが、AEI又はCHA構造を含む、請求項45に記載の触媒物品。
- 前記第一層と前記第二層のモレキュラーシーブが、AEI又はCHA構造を含む、請求項45に記載の触媒物品。
- 上流部分と下流部分を有するフロースルー基材もしくはウォールフローフィルター、又は入口側と出口側を有するフィルター基材を更に含む、請求項1に記載の触媒物品。
- (a)前記基材がフロースルー基材であり、前記第一層が該基材の上流部分のコーティングであり、第二層が該基材の下流部分にコーティングされているか、又は(b)前記基材がウォールフローフィルターであり、前記第一層が該フィルターの入口側のコーティングであり、第二層が該フィルターの出口側のコーティングである、請求項53に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒が、前記フロースルー基材上で該基材の上流部分に配置され、前記NOx吸着触媒が、前記フロースルー基材上で該基材の下流部分に配置される、請求項54に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒が、前記ウォールフローフィルター上で基材の入口部分に配置され、前記NOx吸着触媒が、前記ウォールフローフィルター上で該ウォールフローフィルターの下流部分に配置される、請求項54に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒が、前記基材上に混合物として存在する、請求項53に記載の触媒物品。
- 一又は複数種の追加の触媒を更に含む、請求項53に記載の触媒物品。
- 前記フィルター基材又は前記フロースルー基材が、炭化ケイ素、コーディエライト又はチタン酸アルミニウムを含む、請求項53に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記モレキュラーシーブが前記SCR触媒中の金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブと同じである場合、前記NOx吸着触媒中の前記金属と前記SCR触媒中の前記金属が前記モレキュラーシーブと組み合わされている、請求項2に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記モレキュラーシーブが前記SCR触媒中の金属含有モレキュラーシーブ中の前記モレキュラーシーブと異なる場合、前記NOx吸着触媒中の前記金属は、前記NOx吸着触媒中の前記モレキュラーシーブとの第一の組み合わせにあり、前記SCR触媒中の前記金属は、前記SCR触媒中の前記モレキュラーシーブとの第二の組み合わせにあり、前記第一の組み合わせと前記第二の組み合わせは、第三の組み合わせで存在する、請求項2に記載の触媒物品。
- 前記SCR触媒中の前記金属は銅であり、前記NOx吸着触媒中の前記金属はパラジウム又は亜鉛であり、前記モレキュラーシーブは小細孔モレキュラーシーブである、請求項61に記載の触媒物品。
- 前記小細孔モレキュラーシーブがCHA又はAEIを含む、請求項62に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記金属がパラジウムである、請求項61に記載の触媒物品。
- 前記モレキュラーシーブが水熱的にエージングされる、請求項62に記載の触媒物品。
- 前記パラジウムが、噴霧乾燥、含浸、又はイオン交換によって前記モレキュラーシーブ中に導入される、請求項62に記載の触媒物品。
- 炭化水素−SCR活性を更に含む、請求項1に記載の触媒物品。
- 触媒が炭化水素SCRによって吸蔵されたNOxを還元する、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒がパラジウム含有モレキュラーシーブを含み、次の条件:
(a)アルミニウムに対する銅の比が0.01〜0.5である;
(b)アルミニウムに対するパラジウムの比が0.01〜0.5である;
(c)アルミニウムに対する(銅+パラジウム)の比が0.02〜0.5である
の一又は複数が満たされる、請求項39に記載の触媒物品。 - 押出モノリス基材を含み、
(a)前記押出基材が前記SCR触媒を含み、前記NOx吸着触媒が前記押出基材上に層として配置される;又は
(b)前記押出基材が前記NOx吸着触媒を含み、前記SCR触媒が前記押出基材上に層として配置される;又は
(c)前記押出基材が、前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒を含む、
請求項1に記載の触媒物品。 - 一又は複数の追加の層を更に含み、前記追加の層が一又は複数種の触媒を含む、請求項70に記載の触媒物品。
- SCR触媒、NOx吸着触媒及び少なくとも一種の結合剤を含む触媒ウォッシュコートであって、前記SCR触媒は、セリウム、クロム、コバルト、銅、ガリウム、インジウム、イリジウム、鉄、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウム、レニウム、銀、スズ及び亜鉛からなる群から選択される金属を含み;前記NOx吸着触媒は、モレキュラーシーブと、セリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択される金属を含み、ここで、
(a)前記SCR触媒中の前記金属と前記NOx吸着触媒中の前記金属は異なっているか、又は
(b)前記SCR触媒中の前記金属と前記NOx吸着触媒中の前記金属は同じであり、かつ(i)前記NOx吸着触媒のみがモレキュラーシーブを含むか、又は(ii)前記SCR触媒中の前記モレキュラーシーブが、前記NOx吸着触媒中の前記モレキュラーシーブとは異なり、前記少なくとも一種の結合剤が、アルミナ、シリカ、非ゼオライトシリカ−アルミナ、天然粘土、TiO2、ZrO2及びSnO2からなる群から選択される、触媒ウォッシュコート。 - アンモニアスリップ触媒を製造する方法において、(a)セリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択される金属を含むNOx吸着触媒を含む下層ウォッシュコートを基材上に適用することによって、基材上に下層を形成する工程、(b)前記基材上の前記下層ウォッシュコートを乾燥させる工程、(c)前記基材上の前記下層ウォッシュコートをか焼する工程、(d)SCR触媒を含む上層ウォッシュコートを工程(c)で形成されたか焼された下層上に適用することによって前記下層上に位置する上層を形成する工程、(e)前記基材上の前記か焼された下層上の前記上層ウォッシュコートを乾燥させる工程、及び(f)前記基材上の前記下層ウォッシュコート上の前記上層ウォッシュコートをか焼する工程を含む方法。
- アンモニアスリップ触媒を製造する方法において、(a)SCR触媒を含む下層ウォッシュコートを基材上に適用することによって基材上に下層を形成する工程、(b)前記基材上の前記下層ウォッシュコートを乾燥させる工程、(c)前記基材上の前記下層ウォッシュコートをか焼する工程、(d)セリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択される金属を含むNOx吸着触媒を含む上層ウォッシュコートを、工程(c)で形成されたか焼下層上に適用することによって、前記下層上に位置する上層を形成する工程、(e)前記基材上の前記か焼下層上の前記上層ウォッシュコートを乾燥させる工程、及び(f)前記基材上の前記下層ウォッシュコート上の前記上層ウォッシュコートをか焼する工程を含む方法。
- 請求項1に記載の触媒物品、受動的NOx吸着材(PNA)及び場合によりディーゼル酸化触媒(DOC)又は触媒化スートフィルター(CSF)を備えた排気システムであって、前記受動的NOx吸着材又は前記DOCが前記CSFに続き、請求項1に記載の触媒物品の上流に配置され、請求項1に記載の物品はフィルター上に配置される、排気システム。
- 追加のSCR又はSCRF触媒を更に含み、該追加のSCR又はSCRF触媒が、請求項1に記載の触媒物品の上流に配置される、請求項75に記載の排気システム。
- 請求項1に記載の触媒物品の上流でシステム内に尿素を添加する第一の手段と、請求項1に記載の触媒物品の後でシステム内に尿素を添加する第二の手段とを更に含む、請求項76に記載の排気システム。
- 前記第一の手段を制御して前記触媒物品の前でシステム内に尿素を添加する手段を更に備え、前記第一の手段を制御してシステム内に尿素を添加する手段が、触媒物品の温度がライトオフ温度より低いときに尿素の導入を停止又は減少させる、請求項77に記載の排気システム。
- 請求項1に記載の触媒物品と近位連結触媒化スートフィルター(CSF)又はSCRフィルター(SCRF)を含み、前記触媒化スートフィルターが請求項1に記載の触媒物品の下流に配置されている排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、MVEG試験において最初の250秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、MVEG試験において最初の1100秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるCOの累積量の少なくとも75%の減少をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるTHCの累積量の少なくとも75%の減少をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、(a)MVEG試験において最初の250秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(b)MVEG試験において最初の1100秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(c)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるCOの累積量の少なくとも75%の減少;及び(d)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるTHCの累積量の少なくとも75%の減少、の二つ以上をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、(a)MVEG試験において最初の250秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(b)MVEG試験において最初の1100秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(c)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるCOの累積量の少なくとも75%の減少;及び(d)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるTHCの累積量の少なくとも75%の減少、の三つ以上をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、(a)MVEG試験において最初の250秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(b)MVEG試験において最初の1100秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(c)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるCOの累積量の少なくとも75%の減少;及び(d)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるTHCの累積量の少なくとも75%の減少をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、200℃以下の温度で少なくとも50%、好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも70%のNOx転化率をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、250℃以下の温度で少なくとも90%のNOx転化率をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、250℃の温度で少なくとも50%、好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも65%、最も好ましくは少なくとも70%のCO転化率をもたらす、排気システム。
- 請求項79に記載の排気システムであって、300℃の温度で少なくとも70%、好ましくは少なくとも750%、より好ましくは少なくとも80%のCO転化率をもたらす、排気システム。
- 前記触媒物品が100℃でNOx吸着をもたらす、請求項79に記載の排気システム。
- 請求項1に記載の触媒物品であって、MVEG試験において最初の250秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少をもたらす、触媒物品。
- 請求項1に記載の触媒物品であって、MVEG試験において最初の1100秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少をもたらす、触媒物品。
- 請求項1に記載の触媒物品であって、MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるCOの累積量の少なくとも75%の減少をもたらす、触媒物品。
- 請求項1に記載の触媒物品であって、MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるTHCの累積量の少なくとも75%の減少をもたらす、触媒物品。
- 請求項1に記載の触媒物品であって、(a)MVEG試験において最初の250秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(b)MVEG試験において最初の1100秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(c)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるCOの累積量の少なくとも75%の減少;及び(d)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるTHCの累積量の少なくとも75%の減少、の二つ以上をもたらす、触媒物品。
- 請求項1に記載の触媒物品であって、(a)MVEG試験において最初の250秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(b)MVEG試験において最初の1100秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(c)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるCOの累積量の少なくとも75%の減少;及び(d)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるTHCの累積量の少なくとも75%の減少、の三つ以上をもたらす、触媒物品。
- 請求項1に記載の触媒物品であって、(a)MVEG試験において最初の250秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(b)MVEG試験において最初の1100秒間に生成されるNOxの累積量の少なくとも50%の減少;(c)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるCOの累積量の少なくとも75%の減少;及び(d)MVEG試験において最初の1200秒間に生成されるTHCの累積量の少なくとも75%の減少をもたらす、触媒物品。
- 排気ガスを処理するための方法において、ある濃度のNOxを有する排気ガス流を、(a)入口面の端部と出口面と前記入口面から前記出口面へのガス流の軸を有するウォールフローモノリスと、(b)SCR触媒を含む第一層と、セリア担持パラジウム又は金属含有モレキュラーシーブであって、金属がセリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択されるものを含むNOxトラップ触媒を含む第二層とを含む組成物であって、第一層が第二層の前に排気ガスに接触するように配された組成物と、(c)場合によっては、第二のSCR触媒を含む第一層と貴金属を含む第二層を含む第二組成物であって、第一層が第二層の前に排気ガスに接触するように配された第二組成物を含む触媒物品の存在下、約150℃〜約750℃の温度で窒素含有還元剤と接触させる工程を含み、ここで、前記第一組成物と第二組成物は前記ウォールフローモノリスの一部内に軸に沿って直列に配され、前記第一組成物は前記入口面に近接して配され、第二領域が前記出口面に近接して配される、方法。
- 排気ガス流中のアンモニア、NOx、一酸化炭素及び炭化水素の一又は複数の濃度を低減させるための方法において、アンモニア、NOx、一酸化炭素及び/又は炭化水素を含む排気ガス流を、SCR触媒を含む第一層と、セリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択される金属を含むNOx吸着触媒を含む第二層とを含むアンモニアスリップ触媒であって、第一層が第二層の前で排気ガスに接触するように配される触媒に接触させることを含む、方法。
- 排気ガス中のアンモニア、NOx、CO及び炭化水素の少なくとも一つを低減させるための方法において、前記ガスを、(a)入口面の端部と出口面と該入口面から該出口面へのガス流の軸を有するウォールフローモノリスと、(b)第一SCR触媒を含む第一層と、セリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択される金属を含むNOx吸着触媒を含む第二層であって、第一層が第二層の前に排気ガスに接触するように配されたものと、場合によっては、(c)第二SCR触媒を含む第一層と貴金属を含む第二層を含む第二組成物であって、第一層が第二層の前に排気ガスと接触するように配され、第一及び第二組成物がウォールフローモノリスの一部分内に軸に沿って直列に配され、前記第一組成物は入口面に近接して配され、第二領域は出口面に近接して配されるものを含む触媒物品と、前記ガス中のアンモニア、NOx、CO及び炭化水素の少なくとも一つのレベルを低減させるのに十分な時間と温度で接触させることを含む、方法。
- 排気ガス中のアンモニア、NOx、CO及び炭化水素の少なくとも一つを低減又は酸化させるための方法において、前記ガスを、(a)入口面の端部と出口面と該入口面から該出口面へのガス流の軸を有するウォールフローモノリスと、(b)第一SCR触媒を含む第一層と、セリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択される金属を含むNOx吸着触媒を含む第二層であって、第二層が第一層の前に排気ガスに接触するように配されたものと、場合によっては、(c)第二SCR触媒を含む第一層と貴金属を含む第二層を含む第二組成物であって、第一層が第二層の前に排気ガスと接触するように配され、第一及び第二組成物がウォールフローモノリスの壁の一部分内又は壁上に軸に沿って直列に配され、前記第一組成物は前記入口面に近接して配され、第二領域は前記出口面に近接して配されるものを含む触媒物品と、前記ガス中のアンモニア、NOx、CO及び炭化水素の少なくとも一つのレベルを低減させるのに十分な時間と温度で接触させることを含む、方法。
- 排気ガス流中のアンモニア、NOx、CO及びTHCの少なくとも一つの濃度を低減させるための方法において、アンモニア、NOx、CO及びTHCを含む排気ガス流を、請求項1に記載の触媒物品と、前記ガス中のアンモニア、NOx、CO及びTHCの少なくとも一つのレベルを低減させるのに十分な時間と温度で接触させることを含む、方法。
- 請求項1に記載の触媒物品が、SCR触媒を含む第一層と、NOx吸着触媒を含む第二層とを含み、前記NOx吸着触媒が金属含有モレキュラーシーブを含み、前記金属がセリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択され、前記第一層が前記第二層の前で排気ガスと接触するように配置される、請求項99に記載の方法。
- 請求項1に記載の触媒物品が、SCR触媒を含む第一層と、NOx吸着触媒を含む第二層とを含み、前記NOx吸着触媒が金属含有モレキュラーシーブを含み、前記金属がセリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択され、前記第二層が前記第一層の前で排気ガスと接触するように配置される、請求項99に記載の方法。
- エンジンのコールドスタート中における排気ガス流中のNOx濃度を低減させるための方法であって、NOxを含む排気ガス流を請求項1に記載の触媒物品に接触させることを含み、吸蔵NOxが炭化水素SCRによって還元される、方法。
- 入口ゾーンと出口ゾーンを含むアンモニアスリップ触媒であって、SCR触媒が前記入口ゾーン内に配置され、NOx吸着触媒が前記出口ゾーン内に配置され、前記NOx吸着触媒は、金属がセリウム、コバルト、鉄、ランタン、マンガン、モリブデン、ニオブ、パラジウム、タングステン、銀及び亜鉛からなる群から選択された金属含有モレキュラーシーブを含み、前記SCR触媒及び前記NOx吸着触媒の少なくとも一つが、ウォールフローフィルター上に配置される、アンモニアスリップ触媒。
- SCR触媒とNOx吸着触媒を含む触媒物品であって、前記SCR触媒は金属含有モレキュラーシーブを含み、該金属は、セリウム、銅、鉄、及びマンガン、並びにそれらの混合物からなる群から選択され、前記NOx吸着触媒は金属含有モレキュラーシーブを含み、該金属は、パラジウム又は銀、及びそれらの混合物からなる群から選択され、前記SCR触媒と前記NOx吸着触媒は同じモレキュラーシーブを含み、前記SCR触媒の前記金属と前記NOx吸着触媒の前記金属の両方がモレキュラーシーブ内において交換及び/又は置換される、触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブが、アルミノシリケート、アルミノホスフェート、又はシリコアルミノホスフェートを含む、請求項108に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の前記金属含有モレキュラーシーブの前記モレキュラーシーブが小細孔モレキュラーシーブである、請求項109に記載の触媒物品。
- 前記小細孔モレキュラーシーブが、ACO、AEI、AEN、AFN、AFT、AFX、ANA、APC、APD、ATT、CDO、CHA、DDR、DFT、EAB、EDI、EPI、ERI、GIS、GOO、IHW、ITE、ITW、LEV、KFI、MER、MON、NSI、OWE、PAU、PHI、RHO、RTH、SAT、SAV、SIV、THO、TSC、UEI、UFI、VNI、YUG、及びZON、並びにそれらの混合物又は連晶からなる群から選択される骨格タイプを含む、請求項110に記載の触媒物品。
- 前記モレキュラーシーブがAEI又はCHA骨格タイプを含む、請求項111に記載の触媒物品。
- 前記NOx吸着触媒中の金属重量に対する前記SCR触媒中の金属重量の比は0.1〜70である、請求項112に記載の触媒物品。
- 請求項110に記載の触媒物品を調製するための方法であって、(a)セリウム、銅、鉄、及びマンガン、並びにそれらの混合物からなる群から選択される第一金属をモレキュラーシーブに添加して、前記第一金属を含むモレキュラーシーブを形成する工程;(b)前記第一金属を含む前記モレキュラーシーブをか焼して第一か焼モレキュラーシーブを形成する工程;(c)パラジウム又は銀、並びにそれらの混合物からなる群から選択される第二金属を前記第一か焼モレキュラーシーブに添加して、前記第一金属と前記第二金属を含むモレキュラーシーブを形成する工程;及び(d)前記第一金属と前記第二金属を含む前記モレキュラーシーブをか焼する工程を含む、方法。
- 工程(a1)及び(c1)を更に含み、工程(a1)が前記第一金属を含む前記モレキュラーシーブを乾燥させることを含み、工程(c1)が前記第一金属及び前記第二金属を含む前記モレキュラーシーブを乾燥させることを含む、請求項114に記載の方法。
- 工程(a)及び(c)が、含浸、吸着、イオン交換、インシピエントウェットネス、沈殿等の一又は複数によって前記第一及び第二金属を添加することを含む、請求項114に記載の方法。
- エンジンのコールドスタート中に排気ガス流中のNOx濃度を低減させるための方法であって、NOxを含む排気ガス流を、請求項104に記載の触媒物品に接触させ、エンジンの低温始動中に前記触媒物品中にNOxを吸蔵し、吸蔵NOxを炭化水素SCRによって還元することを含む、方法。
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