JP2020522383A - Nox削減のための、制御された多孔性を有する触媒ウォッシュコート - Google Patents
Nox削減のための、制御された多孔性を有する触媒ウォッシュコート Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020522383A JP2020522383A JP2019568047A JP2019568047A JP2020522383A JP 2020522383 A JP2020522383 A JP 2020522383A JP 2019568047 A JP2019568047 A JP 2019568047A JP 2019568047 A JP2019568047 A JP 2019568047A JP 2020522383 A JP2020522383 A JP 2020522383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst article
- catalyst
- zsa
- substrate
- molecular sieve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title abstract description 18
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 278
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 113
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 111
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 94
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 76
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 41
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 40
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 23
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 17
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 6
- 230000010757 Reduction Activity Effects 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004375 physisorption Methods 0.000 claims description 6
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 5
- GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N (D)-(+)-Pantothenic acid Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 36
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 7
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- DUFCMRCMPHIFTR-UHFFFAOYSA-N 5-(dimethylsulfamoyl)-2-methylfuran-3-carboxylic acid Chemical compound CN(C)S(=O)(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C)O1 DUFCMRCMPHIFTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 RTE Chemical compound 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 241000269350 Anura Species 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Substances CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 3
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 3
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N trifluralin Chemical class CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- GNUJKXOGRSTACR-UHFFFAOYSA-M 1-adamantyl(trimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].C1C(C2)CC3CC2CC1([N+](C)(C)C)C3 GNUJKXOGRSTACR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012691 Cu precursor Substances 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical group [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017827 Cu—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012692 Fe precursor Substances 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000005216 hydrothermal crystallization Methods 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012243 magnesium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012229 microporous material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- 229910052611 pyroxene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
- B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/061—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing metallic elements added to the zeolite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/072—Iron group metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/50—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the erionite or offretite type, e.g. zeolite T, as exemplified by patent document US2950952
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/50—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the erionite or offretite type, e.g. zeolite T, as exemplified by patent document US2950952
- B01J29/52—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the erionite or offretite type, e.g. zeolite T, as exemplified by patent document US2950952 containing iron group metals, noble metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/50—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the erionite or offretite type, e.g. zeolite T, as exemplified by patent document US2950952
- B01J29/52—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the erionite or offretite type, e.g. zeolite T, as exemplified by patent document US2950952 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/56—Iron group metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/7015—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/7049—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing rare earth elements, titanium, zirconium, hafnium, zinc, cadmium, mercury, gallium, indium, thallium, tin or lead
- B01J29/7065—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/723—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
- B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
- B01J29/76—Iron group metals or copper
- B01J29/763—CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/80—Mixtures of different zeolites
-
- B01J35/56—
-
- B01J35/615—
-
- B01J35/617—
-
- B01J35/618—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G29/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
- C10G29/16—Metal oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
- C10L1/08—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for compression ignition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
- C10L10/02—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
- F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2825—Ceramics
- F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/088—Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20738—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20761—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/50—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/902—Multilayered catalyst
- B01D2255/9022—Two layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
- B01D2255/9155—Wall flow filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/92—Dimensions
- B01D2255/9207—Specific surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J2029/062—Mixtures of different aluminosilicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
- B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
- C10G2300/1048—Middle distillates
- C10G2300/1055—Diesel having a boiling range of about 230 - 330 °C
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/201—Impurities
- C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/04—Diesel oil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2200/00—Components of fuel compositions
- C10L2200/04—Organic compounds
- C10L2200/0407—Specifically defined hydrocarbon fractions as obtained from, e.g. a distillation column
- C10L2200/0438—Middle or heavy distillates, heating oil, gasoil, marine fuels, residua
- C10L2200/0446—Diesel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2230/00—Function and purpose of a components of a fuel or the composition as a whole
- C10L2230/04—Catalyst added to fuel stream to improve a reaction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2270/00—Specifically adapted fuels
- C10L2270/02—Specifically adapted fuels for internal combustion engines
- C10L2270/026—Specifically adapted fuels for internal combustion engines for diesel engines, e.g. automobiles, stationary, marine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
- F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
- F01N2370/04—Zeolitic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
- F01N2510/063—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction zeolites
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
- F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
- F01N2510/0684—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having more than one coating layer, e.g. multi-layered coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/14—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Abstract
【課題】NOX削減のための、制御された多孔性を有する触媒ウォッシュコートを提供する。【解決手段】本発明は、触媒組成物のゼオライト表面積(ZSA)とその触媒活性との間の相関関係を認める。特に、本発明は、基材及び金属で促進したモレキュラーシーブを含むウォッシュコート層を含む、ディーゼルのNOx削減のための触媒物品を提供し、この触媒物品のゼオライト表面積(ZSA)は約100m2/g以上、容積表面積は約900m2/in3以上、及び/又は総ゼオライト表面積(tZSA)は約1200m2以上である。本発明はさらに、ZSA、容積ZSA、及びtZSAを評価する方法に関し、例えば、金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物を基材上にコーティングする工程、触媒組成物を焼成し且つエイジングさせる工程、そのZSA(又は容積ZSA又はtZSA)を決定する工程、及びZSA(又は容積ZSA又はtZSA)を触媒組成物のNOx削減活性と相関させて、触媒組成物が意図された用途に適しているかどうかを判定する工程を含む。
Description
本発明は制御された多孔性を有する触媒組成物、そのような触媒組成物の調製方法及び使用、及び触媒物品及びそのような触媒組成物を用いるシステムに関する。
長期にわたり、有害成分の窒素酸化物(NOx)は大気汚染をもたらしてきた。NOxは、内燃機関(例えば、自動車やトラックなどの)からの、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など)からの、及び硝酸製造プラントからの、排気ガスに含有される。
大気汚染を低減するため、NOx含有ガス混合物の処理に様々な処理方法が使用されてきた。処理の一種は、窒素酸化物の接触還元を伴う。2つの方法があり、それは、(1)一酸化炭素、水素、又は低級炭化水素を還元剤として使用する非選択的還元法、(2)アンモニア又はアンモニア前駆体を還元剤として使用する選択的還元法、である。選択的還元法では、少量の還元剤で高い程度の窒素酸化物の除去が達成できる。
選択的還元法は、SCR(選択的触媒還元)法と称される。SCR法では、大気中の酸素の存在下で還元剤(例えばアンモニア)を用いた窒素酸化物の触媒還元が使用され、その結果、主として窒素と蒸気が形成される:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(標準のSCR反応)
2NO2+4NH3→3N2+6H2O(遅いSCR反応)
NO+NO2+NH3→2N2+3H2O(速いSCR反応)
SCR法で用いられる触媒は、理想的には、幅広い範囲の使用温度条件にわたり、例えば200℃〜600℃以上で、熱水条件下で、良好な触媒活性を維持することが可能でなければならない。SCR触媒は水熱条件で、例えば粒子の除去に使用される排気ガス処理システムの構成要素であるすすフィルターを再生する間に通常使用される。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(標準のSCR反応)
2NO2+4NH3→3N2+6H2O(遅いSCR反応)
NO+NO2+NH3→2N2+3H2O(速いSCR反応)
SCR法で用いられる触媒は、理想的には、幅広い範囲の使用温度条件にわたり、例えば200℃〜600℃以上で、熱水条件下で、良好な触媒活性を維持することが可能でなければならない。SCR触媒は水熱条件で、例えば粒子の除去に使用される排気ガス処理システムの構成要素であるすすフィルターを再生する間に通常使用される。
ゼオライトなどのモレキュラーシーブは、アンモニア、尿素、又は酸素の存在下における炭化水素などの還元剤による窒素酸化物の選択的触媒還元(SCR)において使用されてきた。ゼオライトは、ゼオライトの種類、及びゼオライト格子に含まれるカチオンの種類と量に応じて、かなり均一な細孔径を有する、直径が約3〜約10オングストロームの範囲の結晶性物質である。8環細孔開口及び二重6環二次構築単位を有するゼオライト、特にかご様構造を有するゼオライトは、最近、SCR触媒としての使用に関して研究されている。これらの特性を有するゼオライトの具体的な種類は、その3次元多孔性を通じて到達できる8員環細孔開口(〜3.8オングストローム)を有する小細孔ゼオライトである、チャバザイト(CHA)である。かご様構造は、二重6環構築単位の4環の接続に起因する。
アンモニアを用いた窒素酸化物の選択的触媒還元のための、金属で促進したゼオライト触媒、とりわけ鉄で促進した、及び銅で促進したゼオライト触媒を含む、ゼオライト触媒が知られている。例えば、鉄で促進したゼオライトベータは、例えば米国特許第4961917号に記載されているように、アンモニアを用いた窒素酸化物の選択的還元用の効果的な市販の触媒である。触媒の改善された性能に対する要望が常に存在し、よって改善された低温及び/又は高温性能を有するSCR触媒を提供することは、有益である。
所定の態様において、本発明では、基材及びその基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含む、ディーゼルのNOx削減のための触媒物品を提供し、ここでそのウォッシュコート層は金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つその触媒物品のゼオライト表面積(ZSA)は約100m2/g以上である触媒物品が提供される。ZSAは、一部の実施形態では、約120m2/g以上又は約130m2/g以上でよい。一部の実施形態では、ZSAは約100m2/g〜約600m2/g、又は約130m2/g〜約500m2/g、又は約140m2/g〜約450m2/g、又は約150m2/g〜約400m2/g、又は約160m2/g〜約350m2/g、又は約120m2/g〜約250m2/gである。一部の実施形態では、ZSAは約120m2/g〜約200m2/gである。
所定の態様において、本発明では、基材及びその基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含む、ディーゼルのNOx削減のための触媒物品を提供し、ここでそのウォッシュコート層は金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つその触媒物品の容積ゼオライト表面積(volumetric zeolitic surface area(ゼオライト単位体積当たりの表面積))は約900m2/in3以上である。容積ゼオライト表面積は、一部の実施形態では、約1000m2/in3以上又は約1500m2/in3以上でよい。一部の実施形態では、容積ゼオライト表面積は、約900m2/in3〜約5100m2/in3、又は約1600〜約3700m2/in3、又は約1650〜約3600m2/in3、又は約1700〜約3500m2/in3、又は約1750〜約3400m2/in3、又は約1800〜約3300m2/in3、又は約1850〜約3200m2/in3、又は約900m2/in3〜約2300m2/in3である。またさらなる実施形態において、容積ゼオライト表面積は、約1100m2/in3〜約2000m2/in3,1100m2/in3〜約2300m2/in3又は約1500m2/in3〜約2300m2/in3である。
所定の態様において、本発明では、基材、及びその基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含む、ディーゼルのNOx削減のための触媒物品を提供し、ここでそのウォッシュコート層は金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つその触媒物品の総ゼオライト表面積(tZSA)は約1200m2以上である。tZSAは、一部の実施形態では、約1500m2以上、約2000m2/g以上、又は約2200m2/g以上でよい。一部の実施形態では、tZSAは、約1000〜約6600m2、又は約2000〜約4800m2、又は約2200〜約4500m2、又は約2300〜約4300m2、又は約2500〜約3900m2、又は約1200m2〜約3000m2である。さらなる実施形態において、tZSAは、約1500m2〜約3000m2、又は約2000m2〜約3000m2である。
様々な実施形態において、開示する触媒物品の金属で促進したモレキュラーシーブは、銅で促進したモレキュラーシーブを含む。銅の量は様々でよく、銅で促進したモレキュラーシーブが、酸化銅として計算して約0.1質量%以上の銅を含む、又は銅で促進したモレキュラーシーブが、酸化銅として計算して約0.1質量%〜約7質量%の銅を含む実施形態を含むが、これに限定されない。一部の実施形態では、金属で促進したモレキュラーシーブは、銅及び第2の異なる金属で促進したモレキュラーシーブを含む。第2の異なる金属は、所定の実施形態において、鉄、セリウム、亜鉛、ストロンチウム、及びカルシウムからなる群から選択される。一実施形態では、金属で促進したモレキュラーシーブは、銅で及び鉄で促進したモレキュラーシーブを含む。
金属で促進したモレキュラーシーブは様々な構造を有し得、一部の実施形態では、金属で促進したモレキュラーシーブは、AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、DDR、EAB、EEI、ERI、IFY、IRN、KFI、LEV、LTA、LTN、MER、MWF、NPT、PAU、RHO、RTE、RTH、SAS、SAT、SAV、SFW、TSC、UFI及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるゼオライト構造型を有する。特定の実施形態では、金属で促進したモレキュラーシーブは、CHAのゼオライト構造型を有する。CHA構造は、一部の実施形態では、SSZ−13、SSZ−62、天然チャバザイト、ゼオライトK−G、リンデD、リンデ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。
ウォッシュコート層の装填量は様々でよい。一部の実施形態では、ウォッシュコート層は約0.5g/in3〜約6g/in3の装填量で存在し、一部の実施形態では、ウォッシュコート層は約0.5g/in3〜約3.5g/in3の装填量で存在し、一部の実施形態では、ウォッシュコート層は約1g/in3〜約5g/in3の装填量で存在し、及び一部の実施形態では、ウォッシュコート層は約1g/in3〜約3g/in3の装填量で存在する。開示する触媒物品の基材は、所定の実施形態では、フロースルーハニカム基材又はウォールフローフィルター基材でよい。
所定の実施形態において、開示する触媒物品は、200℃で約70%以上のNOx変換率を提供するのに効果的である。所定の実施形態において、開示する触媒物品は、200℃で約75%以上のNOx変換率を提供するのに効果的である。所定の実施形態において、開示する触媒物品は、200℃で約80%以上のNOx変換率を提供するのに効果的である。一部の実施形態では、開示する触媒物品は、触媒物品が少なくとも400℃の温度で少なくとも2時間エイジングされているような、エイジングされた形態である。
本発明は、ディーゼルのNOx削減のための選択的触媒還元(SCR)触媒組成物の表面積(例えば、BET及び/又はZSA)を測定する方法を、さらに提供する。この方法は、金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物を得る工程、その触媒組成物を基材上にコーティングする工程、その触媒組成物を焼成し且つエイジングさせて、触媒物品を得る工程、及び焼成し且つエイジングさせた触媒組成物のゼオライト表面積(ZSA)を損傷のない形態で(すなわち基材上で)、触媒物品を全体で/破砕されていない形態で物理吸着分析に供し、ZSA計算のために各分圧点で分圧点及びガス吸収を使用することによって測定する工程、を含む。本明細書に開示する方法は、一部の実施形態では、ZSAを触媒組成物のNOx削減活性と相関させて、触媒組成物が意図する用途に適しているかどうかを判定することをさらに含み得る。このような方法は、tZSA及び容積ZSAにも関連していると理解される。
さらなる態様では、本発明では、ディーゼルのNOx削減のための選択的触媒還元(SCR)触媒組成物の活性を評価する方法を提供する。この方法は、金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物を得る工程、その触媒組成物を基材上にコーティングする工程、その触媒組成物を焼成し且つエイジングさせる工程、焼成し且つエイジングさせた触媒組成物のゼオライト表面積(ZSA)を測定する工程、及びZSAを触媒組成物のNOx削減活性と相関させて、触媒組成物が意図する用途に適しているかどうかを判定する工程、を含む。本発明は、選択的触媒還元(SCR)触媒組成物のNOx削減活性を測定する方法を、さらに提供する。この方法は、金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物を得る工程、その触媒組成物を基材上にコーティングする工程、その触媒組成物を焼成し且つエイジングさせる工程、焼成し且つエイジングさせた触媒組成物のゼオライト表面積(ZSA)を損傷のない形態で測定する工程、及びZSAを触媒のNOx削減活性と相関させて、触媒組成物が意図する用途に適しているかどうかを判定する工程、を含む。これらの方法はやはり、tZSA及び容積ZSAにも関連していると理解される。組成物の意図する用途は、一部の実施形態では、特定の温度での触媒組成物の使用(例えば、約200℃などの低温での使用)である。一部の実施形態では、特定のZSA値は、特に低温での高いSCR活性と相関している。SCR触媒組成物、触媒、排気排出処理システム、及びそのような触媒組成物及び触媒を使用した排気ガス(例えばディーゼル排気ガス)中のNOxを還元する方法も、本明細書に記載されている。
本発明の実施形態に関する理解を提供するため、添付図面が参照されるが、これらは必ずしも等尺で描かれておらず、またこれらの図面において参照番号は本発明の例示的実施形態の構成要素を指す。これらの図面は単なる例示であり、本発明を限定するものと解釈してはならない。
図1Aは、本発明によるウォッシュコート組成物を含み得るハニカム型基材の透視図である。図1Bは、図1Aに対して拡大し、図1Aの担体の端面と平行な面に沿って取得した、図1Aに示す複数の気体流通路の拡大図を示す、部分断面図である。
図2は、低温(200℃)及び高温(600℃)での様々な触媒組成物のNOx変換率を示すグラフである。
図3は、図2の触媒組成物のZSA値を提供するグラフである。
図4は、図3のZSA値と図2のNOx変換率の間の相関関係を示すプロット図である。
本発明は、以下の実施形態を含むが、これらに限定されない。
実施形態1:ディーゼルのNOx削減のための触媒物品であって、基材、及び前記基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含み、前記ウォッシュコート層が金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つ前記触媒物品のゼオライト表面積(ZSA)が約100m2/g以上である、触媒物品。
実施形態2:前記触媒物品のZSAが約120m2/g以上である、先行する実施形態の触媒物品。
実施形態3:前記触媒物品のZSAが約130m2/g以上である、先行する実施形態のいずれかに記載の触媒物品。
実施形態4:前記触媒物品のZSAが、約100m2/g〜約600m2/g、又は約130m2/g〜約500m2/g、又は約140m2/g〜約450m2/g、又は約150m2/g〜約400m2/g、又は約160m2/g〜約350m2/g、又は約120m2/g〜約250m2/gである、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態5:前記触媒物品のZSAが、約120m2/g〜約200m2/gである、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態6:ディーゼルのNOx削減のための触媒物品であって、基材、及び前記基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含み、前記ウォッシュコート層が金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つ前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が約900m2/in3以上である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態7:前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が約1000m2/in3以上である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態8:前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が約1500m2/in3以上である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態9:前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が、約900m2/in3〜約5100m2/in3、又は約1600〜約3700m2/in3、又は約1650〜約3600m2/in3、又は約1700〜約3500m2/in3、又は約1750〜約3400m2/in3、又は約1800〜約3300m2/in3、又は約1850〜約3200m2/in3、又は約900m2/in3〜約2300m2/in3である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態10:前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が、約1100m2/in3〜約2300m2/in3である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態11:前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が、約1500m2/in3〜約2300m2/in3である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態12:ディーゼルのNOx削減のための触媒物品であって、基材、及び前記基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含み、前記ウォッシュコート層が金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つ前記触媒物品の総ゼオライト表面積(tZSA)が約1200m2以上である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態13:前記触媒物品のtZSAが約1500m2以上である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態14:前記触媒物品のtZSAが約2000m2以上である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態15:前記触媒物品のtZSAが約2200m2以上である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態16:前記触媒物品のtZSAが、約1000〜約6600m2、又は約2000〜約4800m2、又は約2200〜約4500m2、又は約2300〜約4300m2、又は約2500〜約3900m2、又は約1200m2〜約3000m2である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態17:前記触媒物品のtZSAが、約1500m2〜約3000m2である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態18:前記触媒物品のtZSAが、約2000m2〜約3000m2である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態19:前記金属で促進したモレキュラーシーブが、銅で促進したモレキュラーシーブを含む、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態20:前記銅で促進したモレキュラーシーブが、酸化銅として計算して約0.1質量%以上の銅を含む、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態21:前記銅で促進したモレキュラーシーブが、酸化銅として計算して約0.1質量%〜約7質量%の銅を含む、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態22:前記金属で促進したモレキュラーシーブが、銅及び第2の異なる金属で促進したモレキュラーシーブを含む、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態23:前記第2の異なる金属が、鉄、セリウム、亜鉛、ストロンチウム、及びカルシウムからなる群から選択される、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態24:前記金属で促進したモレキュラーシーブが、銅で及び鉄で促進したモレキュラーシーブを含む、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態25:前記金属で促進したモレキュラーシーブが、AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、DDR、EAB、EEI、ERI、IFY、IRN、KFI、LEV、LTA、LTN、MER、MWF、NPT、PAU、RHO、RTE、RTH、SAS、SAT、SAV、SFW、TSC、UFI及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるゼオライト構造型を有する、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態26:前記金属で促進したモレキュラーシーブが、CHAのゼオライト構造型を有する、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態27:前記CHA構造が、SSZ−13、SSZ−62、天然チャバザイト、ゼオライトK−G、リンデD、リンデ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、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態28:前記ウォッシュコート層が約0.5g/in3〜約6g/in3の装填量で存在する、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態29:前記ウォッシュコート層が約0.5g/in3〜約3.5g/in3の装填量で存在する、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態30:前記ウォッシュコート層が約1g/in3〜約5g/in3の装填量で存在する、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態31:前記ウォッシュコート層が約1g/in3〜約3g/in3の装填量で存在する、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態32:前記基材がフロースルーハニカム基材である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態33:前記基材がウォールフローフィルター基材である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態34:前記触媒物品が、200℃で約70%以上の又は200℃で約80%以上のNOx変換率を提供するのに効果的である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態35:前記触媒物品が、少なくとも400℃の温度で少なくとも2時間エイジングされているようなエイジングされた形態である、先行する実施形態のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態36:ディーゼルのNOx削減のための選択的触媒還元(SCR)触媒組成物の表面積を測定する方法であって、金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物を得る工程、前記触媒組成物を基材上にコーティングする工程、前記触媒組成物を焼成し且つエイジングさせて、触媒物品を得る工程、及び前記焼成し且つエイジングさせた触媒組成物のゼオライト表面積(ZSA)を損傷のない形態で、前記触媒物品を全体で/破砕されていない形態で物理吸着分析に供し、ZSA計算のために各分圧点で分圧点及びガス吸収を使用することによって測定する工程、を含む、方法。
実施形態37:選択的触媒還元(SCR)触媒組成物のNOx削減活性を測定する方法であって、金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物を得る工程、前記触媒組成物を基材上にコーティングする工程、前記触媒組成物を焼成し且つエイジングさせる工程、前記焼成し且つエイジングさせた触媒組成物のゼオライト表面積(ZSA)を損傷のない形態で測定する工程、及びZSAを触媒のNOx削減活性と相関させて、前記触媒組成物が意図する用途に適しているかどうかを判定する工程、を含む、方法。
本発明におけるこれら及び他の特徴、態様、及び優位性は、以下の詳細な記載を、以下に簡単に記載する添付図面と併せて読むことから明らかとなる。本発明は、上記の実施形態の2、3、4又はより多い任意の組み合わせ、及び本明細書に記載する2、3、4又はより多い特徴又は要素の任意の組み合わせを含み、そのような特徴又は要素が本明細書の具体的な実施形態の記載で明示的に組み合わされているか否かを問わない。本明細書は、開示する発明の任意の区別可能な特徴又は要素を、その様々な態様及び実施形態のいずれにおいても、文脈が明らかに別段の意味を示さない限り、組み合わせ可能であることを意図していると見なされるように、全体論的に読まれることを意図している。本発明における他の態様及び優位性は以下の記載から明らかとなる。
好ましい実施形態の詳細な記載
これより本発明を、その例示的な実施形態を参照して以下により完全に記載する。これらの例示的な実施形態は、本開示を徹底的且つ完全なものとするよう記載され、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるものである。実に、本開示は多くの異なる形態で実施し得、本明細書に記載の実施形態に限定して解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用される法的要件を満たすよう提供される。本明細書及び特許請求の範囲で使用する場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、及び「その(the)」は、文脈が明瞭に指示しない限り、複数の指示対象を含む。
これより本発明を、その例示的な実施形態を参照して以下により完全に記載する。これらの例示的な実施形態は、本開示を徹底的且つ完全なものとするよう記載され、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるものである。実に、本開示は多くの異なる形態で実施し得、本明細書に記載の実施形態に限定して解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用される法的要件を満たすよう提供される。本明細書及び特許請求の範囲で使用する場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、及び「その(the)」は、文脈が明瞭に指示しない限り、複数の指示対象を含む。
本発明は一般に、ディーゼルエンジンなどのエンジンからのNOx排出の少なくとも部分的な変換に適した触媒組成物、例えばSCR触媒組成物を提供する。触媒組成物は一般に、1種以上の金属で促進したモレキュラーシーブ(例えば、ゼオライト)を含み、以下により完全に記載するウォッシュコート技術を使用して調製し、基材上にコーティングすることができる。本明細書に開示する触媒組成物は、触媒組成物の特定の物理的性質に応じて、特に触媒組成物の多孔性(及び、特にミクロ多孔性)に応じて、効果的な高温及び/又は低温性能を提供することができる。
一般に、触媒組成物はある程度の多孔性を示し、これはIUPACの細孔径の定義に従って、一般にマクロ多孔性(macroporosity)(直径50nmを超える細孔を含有する)及び/又はメソ多孔性(mesoporosity)(直径2nm〜50nmの細孔を含有する)及び/又はミクロ多孔性(microporosity)(直径約2nm以下の細孔を含有する)の形態で記載することができる。マクロ多孔性及びメソ多孔性は物質移動の考慮に重要であることが知られており、ミクロ多孔性は触媒部位へのアクセスに影響を及ぼし、よって触媒活性に影響を及ぼす。
本明細書は、触媒ウォッシュコート組成物のミクロ多孔性の改変変更(m2/gでZSAによって定義される)を記載し、特に、異なる触媒活性を得るという点におけるそのような改変を記載する。具体的には、より高いZSA値を示す触媒は、著しく改善された低温でのSCR性能を有することを、本明細書において実証する。特に、本明細書で詳細に記載するように、触媒組成物の活性は、触媒組成物を焼成し且つエイジングさせた後のそのZSAと相関させることができる。
触媒組成物
本明細書で開示する触媒組成物は一般に、モレキュラーシーブを含み、及び特に、一般に金属で促進した(例えば銅で促進した又は銅/鉄で促進した)モレキュラーシーブを含む。「モレキュラーシーブ」という用語は、ゼオライト及び他の骨格材料(例えば、同形置換材料)を指し、それら材料は、例えば粒状形態で、1種以上の促進金属と組み合わせて、触媒として使用され得る。モレキュラーシーブは、一般に四面体型部位を含有し、実質的に均一な細孔分布を有する酸素イオンの広範な三次元ネットワークに基づく材料であり、平均細孔径は20Åほどである。細孔径は、環サイズによって定義される。本明細書で使用する「ゼオライト」という用語は、モレキュラーシーブの特定の例を指し、シリコン及びアルミニウム原子をさらに含む。1つ以上の実施形態によれば、構造型によってモレキュラーシーブを定義することにより、その構造型を有するモレキュラーシーブ、及び同じ構造型を有するSAPO、AlPO及びMeAPOなどのあらゆる全ての同形骨格材料の両方が含まれることを意図していることが理解されよう。
本明細書で開示する触媒組成物は一般に、モレキュラーシーブを含み、及び特に、一般に金属で促進した(例えば銅で促進した又は銅/鉄で促進した)モレキュラーシーブを含む。「モレキュラーシーブ」という用語は、ゼオライト及び他の骨格材料(例えば、同形置換材料)を指し、それら材料は、例えば粒状形態で、1種以上の促進金属と組み合わせて、触媒として使用され得る。モレキュラーシーブは、一般に四面体型部位を含有し、実質的に均一な細孔分布を有する酸素イオンの広範な三次元ネットワークに基づく材料であり、平均細孔径は20Åほどである。細孔径は、環サイズによって定義される。本明細書で使用する「ゼオライト」という用語は、モレキュラーシーブの特定の例を指し、シリコン及びアルミニウム原子をさらに含む。1つ以上の実施形態によれば、構造型によってモレキュラーシーブを定義することにより、その構造型を有するモレキュラーシーブ、及び同じ構造型を有するSAPO、AlPO及びMeAPOなどのあらゆる全ての同形骨格材料の両方が含まれることを意図していることが理解されよう。
さらに具体的な実施形態では、アルミノシリケートゼオライト構造型への言及は、骨格内で置換されたリン又は他の金属を意図的に含まないモレキュラーシーブに材料を限定する。明確化すると、本明細書で使用する「アルミノシリケートゼオライト」とは、SAPO、AlPO、及びMeAPO材料などのアルミノフォスフェート材料を除き、より広い用語「ゼオライト」とは、アルミノシリケート及びアルミノフォスフェートを含むことを意図している。ゼオライトは結晶性物質であり、角共有のTO4四面体(式中、TはAl又はSiである)から構成される連通型3次元骨格構造を有するアルミノシリケートであると理解される。ゼオライトは一般に、2以上のシリカ対アルミナ(SAR)モル比を含む。アニオン性骨格の電荷を均衡させるカチオンは骨格酸素に緩やかに相関しており、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に交換可能であり、水分子は除去可能である。ゼオライトは通常は、ゼオライトの型及びゼオライト格子に含まれるカチオンの型及び量に応じて、直径が約3〜10オングストロームの範囲のかなり均一な細孔径を有する。
モレキュラーシーブは、それによって構造が同定される骨格トポロジーにより分類することができる。通常は、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、又はそれらの組み合わせの構造型を使用することができる。所定の実施形態では、構造型は、AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、DDR、EAB、EEI、ERI、IFY、IRN、KFI、LEV、LTA、LTN、MER、MWF、NPT、PAU、RHO、RTE、RTH、SAS、SAT、SAV、SFW、TSC、UFI、及びそれらの組み合わせから選択される。これら材料の既存の相互成長(例えば、AEI−CHAを含むが、これらに限定されない)も、本明細書に含包することが意図されている。
ゼオライトは、二次構築単位(SBU)及び複合構築単位(CBU)で構成され、多くの異なる骨格構造に現れる。二次構築単位は最大16個の四面体原子を含有し、非キラルである。複合構築単位はアキラルである必要はなく、骨格全体の構造のために必ずしも使用できるとは限らない。例えば、ゼオライトのある群は、その骨格構造に単4環(s4r)複合構築単位を有する。4環では、「4」は四面体シリコンとアルミニウム原子の位置を示し、酸素原子は四面体原子の間に位置する。他の複合構築単位には、例えば、単6環(s6r)単位、二重4環(d4r)単位、及び二重6環(d6r)単位が含まれる。d4r単位は、2つのs4r単位を結合して作成される。d6r単位は、2つのs6r単位を結合して作成される。d6r単位には、12個の四面体原子がある。d6r二次構築単位を有するゼオライト構造型には、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が含まれる。本発明の1つ以上の特定の実施形態では、触媒組成物のモレキュラーシーブはCHA構造型を有する。特定の実施形態では、モレキュラーシーブはCHA構造型を有し、SSZ−13、SSZ−62、天然チャバザイト、ゼオライトK−G、リンデD、リンデ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。
本明細書において上記で言及したように、開示する触媒組成物は一般に、金属で促進したモレキュラーシーブ(例えば、ゼオライト)を含む。本明細書で使用する「促進した」とは、モレキュラーシーブに固有の不純物とは対照的に、意図的に添加される1種以上の成分を含むモレキュラーシーブを指す。よって、促進剤は、促進剤が意図的に添加されていない触媒に対して、触媒の活性を高めるために意図的に添加される成分である。窒素の酸化物のSCRを促進するために、本発明による1つ以上の実施形態では、適した金属がモレキュラーシーブに交換される。銅は窒素酸化物の変換に関与するので、交換に特に有用な金属であり得る。よって、特定の実施形態では、銅で促進したモレキュラーシーブ、例えばCu−CHAを含む触媒組成物を提供する。しかしながら、本発明はそれに限定されることを意図するものではなく、他の金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物も、本発明に包含する。
促進金属は、一般に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、及びIIB族の遷移金属、IIIA族元素、IVA族元素、ランタニド、アクチニド、及びそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。様々な実施形態において、金属で促進したモレキュラーシーブの調製に使用することができる所定の促進剤金属には、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ランタン(La)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、バナジウム(V)、銀(Ag)、セリウム(Ce)、ネオジム(Nd)、プラセオジム(Pr)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、イットリウム(Y)、タングステン(W)、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。そのような金属の組み合わせ、例えば銅と鉄を用いて、混合されたCu−Fe促進モレキュラーシーブ、例えばCu−Fe−CHAを得ることができる。
金属で促進したモレキュラーシーブの促進剤金属含有量は、酸化物として計算して、1つ以上の実施形態において、焼成したモレキュラーシーブ(促進剤を含む)の総質量に対して、及び揮発性がないことをベースとして報告して、少なくとも約0.1質量%である。特定の実施形態では、第1のモレキュラーシーブの促進剤金属はCuを含み、Cu含有量は、CuOとして計算して、各場合とも揮発性がないことをベースとして報告する焼成したモレキュラーシーブの総質量に対して、約0.1質量%〜約5質量%、約0.5質量%〜約4質量%、約2質量%〜約5質量%、又は約1質量%〜約3質量%である。
「BET表面積」という用語は、N2吸着によって表面積を決定するブルナウアー−エメット−テラー法を指すその通常の意味を有する。BET表面積は、BET=ZSA+MSAとなるように、全体の表面積、すなわちt−プロットのミクロ細孔はゼオライトの表面積(ZSA)及び外部表面積(MSA)の合計を指す。
本明細書で使用する「ZSA」という用語は「ゼオライト表面積」であり、m2/g、m2/in3、又は単にm2で表すことができ、質量又は容積が等しい大きさの物体が比較される。ZSAは、主としてゼオライトのミクロ細孔(通常は直径が約2nm以下)に関連する表面積を指す。「ZSA」は、名前で具体的に「ゼオライト」表面積を指すが、この用語は、モレキュラーシーブ表面積全般により広く適用できることを意図している。ZSAを評価する方法は、本明細書を通して開示されている。
本明細書で使用する「tZSA」とは、「総ゼオライト表面積」であり、m2で表される。tZSAという用語はまた、ゼオライトのミクロ細孔に主に関連する表面積も指す。tZSAという用語は、ZSAに、試験したコアの総質量を乗じて、例えばm2の単位でtZSAを求めることで計算することができる。tZSAという用語は、名前で具体的に総「ゼオライト」表面積を指すが、総モレキュラーシーブ表面積全般により広く適用されることを意図している。
試験したコアのm2/in3で表される「容積ZSA」は、コーティングした基材、例えばハニカム、ウォールフローフィルターなどの所定の触媒物品を比較する場合に使用することもできる。容積ZSAは、tZSAを試験したコアの容積で除して、例えばm2/in3の単位で容積ZSAを求めることで得ることができる。
本明細書で使用する「MSA」という用語は、「マトリックス表面積」であり、上記で定義したように、m2/g、m2/in3、又はm2で表すこともできる。MSAという用語は、マトリックスに特に関連した表面積(通常は、直径が約2nmを超える)を指す。
基材
1つ以上の実施形態によれば、基材(その上にモレキュラーシーブ含有触媒組成物が施与されて触媒物品、例えばSCR触媒物品が得られる)は、自動車触媒を調製するために通常使用される任意の材料で構築され得、通常は、金属又はセラミックのハニカム構造を含む。本明細書で使用する「基材」という用語は、その上に触媒組成物が施与されるモノリシック材料を指し、通常はウォッシュコートの形態である。基材は通常、その上にSCRウォッシュコート組成物(例えば、本明細書で上記に開示した金属で促進したモレキュラーシーブを含む)が施与されて接着する、複数の壁面を提供し、それによって触媒組成物の担体として作用する。
1つ以上の実施形態によれば、基材(その上にモレキュラーシーブ含有触媒組成物が施与されて触媒物品、例えばSCR触媒物品が得られる)は、自動車触媒を調製するために通常使用される任意の材料で構築され得、通常は、金属又はセラミックのハニカム構造を含む。本明細書で使用する「基材」という用語は、その上に触媒組成物が施与されるモノリシック材料を指し、通常はウォッシュコートの形態である。基材は通常、その上にSCRウォッシュコート組成物(例えば、本明細書で上記に開示した金属で促進したモレキュラーシーブを含む)が施与されて接着する、複数の壁面を提供し、それによって触媒組成物の担体として作用する。
例示的な金属の基材には、熱抵抗性金属及び金属合金、例えば、チタニウム及びステンレス鋼及び鉄が実質的成分又は主成分である他の合金などが含まれる。このような合金は、ニッケル、クロム、及び/又はアルミニウムのうち1種以上を含有してよく、これらの金属の総量は、有利には少なくとも15質量%の合金、例えば、10〜25質量%のクロム、3〜8質量%のアルミニウム、及び20質量%以下のニッケルを含み得る。合金はまた、少量又は微量の1種以上の他の金属、例えば、マンガン、銅、バナジウム、チタニウムなどを含有してもよい。表面又は金属担体は、高温、例えば、1000℃及びそれより高い温度で酸化させて基材の表面に酸化物層を形成してもよく、これによって、合金の耐食性が改善され、ウォッシュコート層の金属表面への接着性が促進される。基材の構築に使用されるセラミック材料は、任意の適した耐火性材料、例えば、コーディエライト、ムライト、コーディエライト−αアルミナ、シリコンニトライド、ジルコンムライト、リチア輝石、アルミナ−シリカマグネシア、ジルコンシリケート、珪線石、マグネシウムシリケート、ジルコン、葉長石、αアルミナ、アルミノシリケートなどを含み得る。
任意の適した基材、例えば、基材の入口から出口面に延び、通路が流体流動に対して開放されている、複数の微細で平行な気体流通路を有する、モノリシックフロースルー基材を用いてよい。入口から出口まで本質的に直線の経路である通路は、通路を通過する気体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その上にコーティングされた壁によって規定される。モノリシック基材の流動通路は、任意の適した断面形状、例えば台形、長方形、正方形、正弦形、六角形、楕円形、円形などでよい薄壁のチャネルである。このような構造は、断面1平方インチ当たり(cpsi)約60〜約1200個以上の気体入口の開口(すなわち、「セル」)、より通常は約300〜600cpsiを含有し得る。フロースルー基材の壁厚は様々でよく、通常の範囲は0.002〜0.1インチの間である。代表的な市販のフロースルー基材は、400cpsi及び壁厚6mil、又は600cpsi及び壁厚4milを有するコーディエライト基材である。しかしながら、本発明は特定の基材種、材料、又は形状に限定されないことを理解されたい。
代替の実施形態では、基材はウォールフロー基材であってよく、この場合各通路は、非多孔質プラグで基材本体の1個の末端で遮断され、通路は交互に反対側の端面で遮断される。これにより、出口に到達するためには、気体は、ウォールフロー基材の多孔質の壁を介して流れなくてはならない。このようなモノリシック基材は、約700cpsi以下又はそれ以上、例えば、約100〜400cpsi、及びより通常は約200〜約300cpsiを含有し得る。セルの断面形状は上記に記載したように様々でよい。ウォールフロー基材は、通常は0.002〜0.1インチの間の壁厚を有する。代表的な市販のウォールフロー基材は、多孔質コーディエライトから構築され、この一例は、200cpsi及び壁厚10mil又は300cpsi及び壁厚8mil、及び45〜65%の間の壁多孔性を有する。他のセラミック材料、例えば、アルミニウム−チタネート、シリコンカーバイド及びシリコンニトライドなどもウォールフローフィルター基材に使用される。しかし、本発明は特定の基材種、材料、又は形状に限定されないことを理解されたい。基材がウォールフロー基材である場合、それに関連する触媒組成物は、壁の表面上に配置されることに加えて、多孔質壁の細孔構造内に浸透させることができる(すなわち、細孔開口を部分的又は完全に閉塞する)ことに注目されたい。
図1A及び1Bは、本明細書に記載のウォッシュコート組成物でコーティングしたフロースルー基材の形態の例示的基材2を例示している。図1Aを参照すると、例示的基材2は円柱状の形状及び円柱状の外面4、上流の端面6、及び端面6と同一である、対応する下流の端面8を有する。基材2は、その中に形成された複数の微細で平行な気体流通路10を有する。図1Bに見られるように、流動通路10は壁12により形成され、担体2を通って上流端面6から下流端面8に延び、通路10は、流体の流動、例えば気体流れが、その気体流通路10を介し、担体2を通って縦方向に流れるのを可能にするために、妨げられていない。図1Bにおいてより容易に見られる通り、壁12は、気体流通路10が実質的に規則的な多角形の形状を有するように寸法がとられ、設計されている。示す通り、ウォッシュコート組成物は、所望される場合、複数の異なる層に施与することができる。例示した実施形態では、ウォッシュコートは、担体部材の壁12に接着された別個の底部ウォッシュコート層14と、底部ウォッシュコート層14上にコーティングされた第2の別個の上部ウォッシュコート層16との両方からなる。本発明は、1種以上の(例えば、2、3、又は4種の)ウォッシュコート層を用いて実施することができ、図1Bに例示した2層の実施形態に限定されない。
ウォッシュコート又は触媒金属成分又は組成物の他の成分の量を記載する際に、触媒基材の単位容積当たりの成分の質量の単位を使用することが好都合である。従って、本明細書では、単位、1立方体インチ当たりのグラム数(「g/in3」)及び1立方フート当たりのグラム数(「g/ft3」)を使用して、基材の空隙空間の容積を含む、基材の1容積当たりの成分の質量を意味する。容積当たりの質量の他の単位、例えば、g/Lなども時には使用する。モノリシックフロースルー基材などの触媒基材上へのSCR触媒組成物(金属で促進したモレキュラーシーブ材料を含む)の全装填量は、通常は約0.5〜約6g/in3であり、より通常は約1〜約5g/in3である。1単位容積当たりのこれらの質量は通常は、触媒ウォッシュコート組成物を用いた処理前及び処理後に触媒基材を秤量することによって算出され、処理プロセスは高温で触媒基材を乾燥及び焼成することを含むため、これらの質量は、ウォッシュコートスラリーの水の本質的にすべてが除去されるので、本質的に無溶媒の触媒コーティングを表すことに注意されたい。
SCR組成物の作製方法
本発明によれば、SCR触媒組成物は一般に、金属で促進したモレキュラーシーブ材料を提供することによって調製される。CHA構造を有するモレキュラーシーブは、当技術分野で既知の様々な技術、例えば、Zoneによる米国特許第4,544,538号及びZoneによる第6,709,644号、及びBullによる国際特許出願公開第WO2011/064186号(参照によりこれら全体が本明細書に組み込まれる)に従って調製し得る。
本発明によれば、SCR触媒組成物は一般に、金属で促進したモレキュラーシーブ材料を提供することによって調製される。CHA構造を有するモレキュラーシーブは、当技術分野で既知の様々な技術、例えば、Zoneによる米国特許第4,544,538号及びZoneによる第6,709,644号、及びBullによる国際特許出願公開第WO2011/064186号(参照によりこれら全体が本明細書に組み込まれる)に従って調製し得る。
本発明の様々な実施形態による金属で促進したモレキュラーシーブを調製するために、金属(例えば銅)をモレキュラーシーブにイオン交換する。そのような金属は一般に、アルカリ金属又はNH4モレキュラーシーブにイオン交換される(これは、例えば、参照により本明細書に組み込まれるBleken,F.ら、Topics in Catalysis 2009,52,218−228に開示されているように、当技術分野で既知の方法によってアルカリ金属モレキュラーシーブへのNH4 −イオン交換によって調製することができる)。
金属イオンで促進したモレキュラーシーブの調製は、通常は、粒子形態のモレキュラーシーブと金属前駆体溶液とのイオン交換プロセスを含む。例えば、銅を提供するのに銅塩を使用することができる。銅を提供するのに酢酸銅を使用する場合、銅イオン交換において使用される液体銅溶液の銅濃度は、具体的な実施形態において、約0.01〜約0.4モルの範囲、さらに具体的には約0.05〜約0.3モルの範囲、さらにいっそう具体的には約0.1〜約0.25モルの範囲、さらにいっそう具体的には約0.125〜約0.25モルの範囲、さらにいっそう具体的には約0.15〜約0.225モルの範囲、及びさらにいっそう具体的には約0.2からの範囲である。具体的な実施形態では、銅などの金属は、アルカリ金属又はNH4−チャバザイトにイオン交換されて、Cu−チャバザイトを形成する。
窒素の酸化物のSCRをさらに促進するために、一部の実施形態では、モレキュラーシーブを2種以上の金属(例えば、1種以上の他の金属と組み合わせた銅)で促進することができる。2種以上の金属が金属イオンで促進したモレキュラーシーブ材料に含まれる場合、複数の金属前駆体(銅及び鉄前駆体など)を同時に又は別々にイオン交換することができる。所定の実施形態では、第2の金属は、第1の金属で最初に促進したモレキュラーシーブ材料に交換することができる(例えば、第2の金属を銅で促進したモレキュラーシーブ材料に交換することができる)。第2のモレキュラーシーブ材料は様々でよく、一部の実施形態では、鉄又はアルカリ土類又はアルカリ金属であり得る。適したアルカリ土類又はアルカリ金属には、バリウム、マグネシウム、ベリリウム、カルシウム、ストロンチウム、ラジウム、及びそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
基材のコーティングの方法
上記で言及したように、SCR組成物を調製して基材上にコーティングする。この方法は、本明細書で一般に開示する触媒組成物を溶媒(例えば水)と混合して、触媒基材をコーティングする目的でスラリーを形成する工程を含むことができる。触媒組成物(すなわち、金属で促進したモレキュラーシーブ)に加えて、スラリーは任意に様々な追加の成分を含有し得る。通常の追加の成分には、限定するものではないが、例えばスラリーのpH及び粘度を制御するための1種以上のバインダー及び添加剤が含まれる。特定の追加の成分には、バインダーとしてのアルミナ、炭化水素(HC)貯蔵成分(例えばゼオライト)、会合性増粘剤、及び/又は界面活性剤(アニオン、カチオン、非イオン性又は両性界面活性剤を含む)及び酢酸ジルコニウムが含まれる。
上記で言及したように、SCR組成物を調製して基材上にコーティングする。この方法は、本明細書で一般に開示する触媒組成物を溶媒(例えば水)と混合して、触媒基材をコーティングする目的でスラリーを形成する工程を含むことができる。触媒組成物(すなわち、金属で促進したモレキュラーシーブ)に加えて、スラリーは任意に様々な追加の成分を含有し得る。通常の追加の成分には、限定するものではないが、例えばスラリーのpH及び粘度を制御するための1種以上のバインダー及び添加剤が含まれる。特定の追加の成分には、バインダーとしてのアルミナ、炭化水素(HC)貯蔵成分(例えばゼオライト)、会合性増粘剤、及び/又は界面活性剤(アニオン、カチオン、非イオン性又は両性界面活性剤を含む)及び酢酸ジルコニウムが含まれる。
任意に、ディーゼルシステムでは通常ではないが、上述のように、スラリーは、炭化水素(HC)の吸着のための1種以上の炭化水素(HC)貯蔵成分を含有してもよい。任意の既知の炭化水素貯蔵材料、例えば、ミクロ多孔質材料、例えば、ゼオライト又はゼオライト様材料などを使用することができる。存在する場合、ゼオライト又は他のHC貯蔵成分は、約0.05g/in3〜約1g/in3の量で通常は使用される。存在する場合、アルミナバインダーは、約0.02g/in3〜約0.5g/in3の量で通常は使用される。アルミナバインダーは、例えばボーマイト、ガンマ−アルミナ又はデルタ/シータアルミナでよい。
スラリーは、一部の実施形態では、粒子の混合及び均質な材料の形成を増強するために粉砕することができる。粉砕は、ボールミル、連続ミル、又は他の同様の装置で達成することができ、スラリーの固形成分含有量は、例えば、約20〜60質量%、さらに具体的には約20〜40質量%であってよい。一実施形態では、粉砕後のスラリーは、約5〜約50ミクロン(例えば約5〜約20ミクロン、又は約10〜約20ミクロン)のD90粒径を特徴とする。D90は、粒子の約90%がより微細な粒径を有する粒径として定義される。
スラリーは、一般に、当技術分野で既知のウォッシュコート技術を使用して触媒基材上にコーティングする。本明細書で使用する「ウォッシュコート」という用語は、当技術分野における通常の意味を有し、基材、例えば、そこを通る気体流れの通路が処理されるのに十分な多孔性があるハニカムフロースルーモノリス基材又はフィルター基材に施与される、材料(例えば触媒材料)の薄く接着性のあるコーティングを意味する。本明細書で使用し、Heck,Ronald and Robert Farrauto,Catalytic Air Pollution Control,New York:Wiley−Interscience、2002年、第18頁〜第19頁に記載されているように、ウォッシュコート層は、モノリシック基材又は下にあるウォッシュコート層の表面上に配置される材料の成分が異なる層を含む。基材は1つ以上のウォッシュコート層を含有することができ、各ウォッシュコート層は、独自の化学触媒機能を有することができる。
ウォッシュコートは一般に、液体溶媒中に特定の固形分(例えば、30〜90質量%)の触媒材料(ここでは金属で促進したモレキュラーシーブ)を含有するスラリーを調製し、次いでそれを基材上にコーティングして乾燥させ、ウォッシュコート層を提供することによって形成される。ウォールフロー基材を1つ以上の実施形態の触媒材料で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すぐ上に位置するように、基材を触媒スラリーの一部に垂直に浸すことができる。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。サンプルは、約30秒間スラリー中に残す。基材をスラリーから取り除き、ウォールフロー基材から過剰なスラリーを除去するため、最初にチャネルから排出させ、次いで圧縮空気を(スラリーの浸透方向と反対に)吹き付けて、それからスラリー浸透の方向から真空に引く。この技術を使用することで、触媒スラリーは基材の壁に浸透するが、完成した基材に過度の背圧が蓄積するほど細孔はまだ塞がれていない。基材上の触媒スラリーの分散を記載するために使用する場合の、本明細書で使用する「浸透」という用語は、触媒組成物が基材の壁全体に分散することを意味する。
その後、コーティングした基材を、高温(例えば、100〜150℃)で或る期間(例えば1〜3時間)乾燥し、次いで例えば、400〜600℃で、通常は約10分〜約3時間の間、加熱することによって焼成する。乾燥及び焼成後に、最終のウォッシュコートコーティング層は、本質的に溶媒が存在しないとみなすことができる。
焼成後、触媒装填量は、コーティングした基材の質量とコーティングしていない基材の質量との差を計算することによって、決定することができる。当業者であれば明らかなように、触媒装填量はスラリーレオロジーを変えることによって改変することができる。加えて、コーティング/乾燥/焼成プロセスは、所望の装填量レベル又は厚さにコーティングを構築するために、必要に応じて繰り返すことができる。
エイジングは、様々な条件下で行うことができ、本明細書で使用する「エイジング」とは、或る範囲の条件(例えば、温度、時間、雰囲気)を包含すると理解される。例示的なエイジングのプロトコルは、焼成したコーティングした基材を、750℃の温度に10%蒸気で約5時間、又は800℃の温度に10%蒸気で約16時間供する工程を含む。ただし、これらのプロトコルは制限することを意図したものではなく、温度はこれより低くても高くてもよく(例えば、400℃以上の温度、例えば400℃〜1000℃、600℃〜950℃、又は650℃〜800℃を含むが、これらに限定されない)、時間はこれより短くても長くてもよく(例えば、約1時間〜約100時間、又は約2時間〜約50時間を含むが、これらに限定されない)、また雰囲気を(例えば、異なる量の蒸気及び/又はその中に存在する他の構成成分を有するように)改変することもできる。
本明細書で特に重要なこととして、最終の触媒材料の表面積を決定するために、得られたコーティングした基材を(焼成し且つエイジングさせた後に)評価する。触媒の活性は、特に焼成し且つエイジングさせた後のウォッシュコートのゼオライト表面積(ZSA)の影響を受ける。通常はm2/g、m2/in3、又はm2の単位で提供されるZSAは、ミクロ細孔表面積(細孔が直径2nm以下)の尺度を提供する。
従来、BET/ZSAの測定は、触媒組成物を調製し、組成物を基材コア(上記に開示したような基材の一部)上にコーティングし、コーティングしたコアを焼成し且つエイジングさせ、コーティング(ウォッシュコート)を掻き取り及び/又は破砕してコーティン(ウォッシュコート)グの測定値を得ることによって行う。この方法は時間がかかって面倒であり、活性のある試験したウォッシュコートの真の代理であるサンプルを得ることが難しいので、正確ではない結果をもたらすおそれがある。通常の方法では、上記で参照したウォッシュコート粉末を、底部に円柱状のバルブを備えた細首の管に入れる。次いでサンプルを200〜500℃で最大約6時間、乾燥窒素流下又は真空下で脱気する。冷却後、サンプル管を秤量してからBET測定用の機器に置く。通常は、吸着ガスは窒素であるが、他のガス(例えば、アルゴン及び二酸化炭素及びそれらの混合物を含むがこれらに限定されない)も使用することができる。測定が完了すると、機器ソフトウェアはBET表面積、マトリックス表面積(MSA)、及びt−プロットミクロ細孔(ゼオライト)表面積(ZSA)を計算する。
本発明によれば、完全な損傷のないコアのBET/ZSAを測定するための新しい方法が開発された(すなわち、コアからコーティング(ウォッシュコート)を除去せず、及び/又はBET/ZSA試験前にコアを破砕しない)。コアは様々な大きさでよく、全体で/破砕されていない形態で(例えば、SCRの性能を試験した実際の物理的な形態で)有利に評価することができる。本明細書で使用する全体で/破砕されていない形態は、コアの少なくとも1つのセルが構造的に損傷のないことを意味することを意図する。
具体的には、コーティングしたコアをサンプル管に入れ、秤量し、窒素物理吸着分析器に導入する。0.08〜0.21P/P0の間の少なくとも3つの窒素分圧点を使用して、サンプルを分析する。得られた等温線から、BET表面積を得ることができる。この試験の例示的な設定に関する詳細は、以下の実施例3に記載する。BET表面積は、ZSAとマトリックス表面積(MSA)(細孔>2nm)との組み合わせである(BET=ZSA+MSA)。よって、ZSA(及びMSA)値は、機器に関連付けられたソフトウェアを使用した計算によって得ることができる。分圧点及び各分圧で吸着された窒素の容積を使用して、これらの値は次にHarkins and Juraの式で使用し、吸着容積対厚さとしてプロットする。
Harkins and Juraの式1(ハーキンスとジュラの式):
厚さ=(13.99/0.034−log10(P/P0))1/2
厚さ=(13.99/0.034−log10(P/P0))1/2
窒素吸着容積対厚さのプロットに最小二乗分析の適合を行う。これから、勾配及びY切片を計算する。マトリックス(外部)表面積(MSA)、及び次いでゼオライト表面積(ZSA)は、式2及び3に基づいて計算する。
式2: MSA=(勾配x0.0015468/1.0)
式3: ZSA=BET−MSA
式3: ZSA=BET−MSA
BETを評価する当業者は、0.08〜0.21P/P0の範囲外の窒素(又は他の吸着ガス)分圧点を使用して、BET/ZSAを評価することもできることを承知しているであろうことが指摘されなければならない。BET/ZSAの結果は、0.08〜0.21の範囲のP/P0を使用して得られた結果とは異なる場合があるが、サンプルの評価と比較に使用することができる。
一部の実施形態では、より高いZSAは、低温でのSCR性能を改善することができる。よって、特定の温度での焼成し且つエイジングさせた触媒材料のZSAとNOx変換率との間のこの決定された相関関係を考慮して、特定のZSAを特定の用途の対象とすることができる(具体的には、低温での性能が特に重要である、より高いZSAを対象とする)。
本発明の方法は、触媒組成物、及び規定のミクロ多孔性を有するそのような組成物を含む触媒を提供する。特に、約100m2/g以上のZSAを有する本発明のSCR組成物を含む触媒物品を提供する。一部の実施形態では、触媒物品は、約120m2/g、又は125m2/g以上、又は約130m2/g以上のZSAを有する。他の実施形態では、触媒物品は、約100m2/g〜約600m2/g、約125m2/g〜約600m2/g、約150m2/g〜約600m2/g、約175m2/g〜約600m2/g、約200m2/g〜約600m2/g、約225m2/g〜約600m2/g、約250m2/g〜約600m2/g、約300m2/g〜約600m2/g、約350m2/g〜約600m2/g、約400m2/g〜約600m2/g、約450m2/g〜約600m2/g、又は約500m2/g〜約600m2/gのZSAを有する。一部の他の実施形態では、触媒物品は、約120m2/g〜約550m2/g、約130m2/g〜約500m2/g、約140m2/g〜約450m2/g、約150m2/g〜約400m2/g、約160m2/g〜約350m2/g、約170m2/g〜約300m2/g、約180m2/g〜約300m2/g、約190m2/g〜約275m2/g、又は約200m2/g〜約250m2/gのZSAを有する。所定の実施形態の例示的な範囲には、約120m2/g〜約250m2/g又は約120m2/g〜約200m2/gが含まれるが、これらに限定されない。所定の実施形態の例示的な範囲には、約120m2/g〜約250m2/g又は約120m2/g〜約200m2/gが含まれるが、これらに限定されない。そのようなZSA値を有する触媒物品は、有利には、様々な実施形態において、低温(例えばおおよそ200℃)で強化されたNOx変換活性を示す。本段落の値は、本明細書で上記に開示するように、エイジングさせた試験したコアのグラム数で表す。
所定の実施形態では、エイジングさせた試験したコアを、その「総ZSA」又は「tZSA」に関して定義する。tZSA値を得るために、前述のコアZSA(通常はm2/gで報告する)に試験したコアの総質量を乗じて、tZSAをm2で求める。これらの実施形態の目的のために考慮される試験したコアの通常の大きさは、おおよそ1.3in3である(実施例2で提供する)。ただし、「tZSA」の使用は、様々な大きさ(質量など)のコアを考慮する。本発明によれば、tZSA値は有利に最大化される(特に低温でのSCR性能を提供するため)。例示的なtZSA値は、約1000m2以上、約1200m2以上、約1300m2以上、約1500m2以上、約2000m2以上、約2100m2以上、又は約2200m2以上である。一部の実施形態では、tZSA値は、約1000〜約6600m2、約1150〜約6500m2、約1200〜約6400m2、又は約1250〜約6300m2、又は約1300〜約6200m2、又は約1350〜約6100m2、又は約1400〜約6000m2、又は約1450〜約5900m2、又は約1500〜約5800m2、又は約1550〜約5700m2、又は約1600〜約5600m2、又は約1650〜約5500m2、又は約1700〜約5400m2、又は約1750〜約5300m2、又は約1800〜約5200m2、又は約1850〜約5100m2、又は約1900〜約5000m2、又は約1950〜約4900m2、又は約2000〜約4800m2、又は約2050〜約4700m2、又は約2150〜約4600m2、又は約2200〜約4500m2、又は約2250〜約4400m2、又は約2300〜約4300m2、又は約2350〜約4200m2、又は約2400〜約4100m2、又は約2450〜約4000m2、又は約2500〜約3900m2、又は約2550〜約3600m2、又は約2600〜約3500m2、又は約2650〜約3400m2、又は約2700〜約3300m2、又は約2750〜約3200m2、又は約2800〜約3100m2を含む。一部の実施形態では、tZSA値には、約1000〜約3000m2、約1200〜約3000m2、約1500〜約3000m2、又は約2000〜約3000m2が含まれるが、これらに限定されない。
さらに他の実施形態では、エイジングさせた試験したコアを「容積ZSA」に関して記載する。容積ZSA値を得るために、前述のtZSA(m2で報告する)を試験したコアの総容積で除して、容積ZSAをm2/in3で求める。これらの実施形態の目的のために考慮される試験したコアの通常の大きさは、おおよそ1.3in3である(実施例2で提供する)。ただし、「容積ZSA」の使用は、様々な大きさのコア(例えば容積)を考慮する。本発明によれば、容積ZSA値は有利に最大化される(特に低温でのSCR性能を提供するため)。例示的な容積ZSA値は、約900m2/in3以上、約1000m2/in3以上、約1100m2/in3以上、約1200m2/in3以上、約1500m2/in3以上、又は約1600m2/in3以上である。一部の実施形態では、容積ZSA値は、約900〜約5100m2/in3、約950〜約5000m2/in3、約1000〜約4900m2/in3、約1050〜約4800m2/in3、約1100〜約4700m2/in3、約1150〜約4600m2/in3、約1200〜約4500m2/in3、約1250〜約4400m2/in3、約1300〜約4300m2/in3、約1350〜約4200m2/in3、約1400〜約4100m2/in3、約1450〜約4000m2/in3、約1500〜約3900m2/in3、約1550〜約3800m2/in3、約1600〜約3700m2/in3、約1650〜約3600m2/in3、約1700〜約3500m2/in3、約1750〜約3400m2/in3、約1800〜約3300m2/in3、約1850〜約3200m2/in3、約1900〜約3100m2/in3、約1950〜約3000m2/in3、約2000〜約2900m2/in3、約2050〜約2800m2/in3、約2100〜約2700m2/in3、約2150〜約2600m2/in3、約2200〜約2500m2/in3、又は約2250〜約2400m2/in3を含む。一部の実施形態では、容積ZSA値には、約900〜約2300m2/in3、約1000〜約2300m2/in3、約1100〜約2300m2/in3、約1200〜約2300m2/in3、又は約1500〜約2300m2/in3が含まれるが、これらに限定されない。
排出処理システム
本発明による触媒組成物を利用する窒素酸化物の選択的還元は、一般に、アンモニア又は尿素の存在下で行われる。特に、本明細書に記載の方法に従って調製した触媒組成物を含むSCRシステム(すなわち、高温又は低温での活性が特に望ましいかどうかに応じて、低い又は高いZSAを対象とする)は、車両の排気ガス処理システムに統合させることができる。例示的なSCRシステムは、以下の構成要素:本明細書に記載するSCR触媒組成物、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、及びそれぞれの制御ユニット、を含むことができる。
本発明による触媒組成物を利用する窒素酸化物の選択的還元は、一般に、アンモニア又は尿素の存在下で行われる。特に、本明細書に記載の方法に従って調製した触媒組成物を含むSCRシステム(すなわち、高温又は低温での活性が特に望ましいかどうかに応じて、低い又は高いZSAを対象とする)は、車両の排気ガス処理システムに統合させることができる。例示的なSCRシステムは、以下の構成要素:本明細書に記載するSCR触媒組成物、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、及びそれぞれの制御ユニット、を含むことができる。
一部の態様では、本発明はまた、排気ガスなどの流れから窒素酸化物(NOx)を選択的に還元する方法に関する。特に、流れは、本発明に従って調製した触媒組成物と接触させることができる。本明細書で使用する窒素酸化物又はNOxという用語は、あらゆる全ての酸化物を包含し、N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5、及びNO3を含むが、これらに限定されない。
一部の実施形態では、本明細書に記載の触媒組成物は、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、又は少なくとも85%のNOx変換率を、約200℃〜約600℃、約250℃〜約600℃、約300℃〜約600℃、約300℃〜約550℃、約300〜約500℃、又は約350℃〜約450℃の温度範囲にわたって提供するのに効果的である。特定の実施形態では、触媒組成物は、少なくとも約70%のNOx変換率を200℃で提供するために提供され得る(例えばこの場合、触媒組成物が、〜1.3in3コアで、焼成した新しい及び/又はエイジングさせた形態で、約120m2/gを超えるZSA又は約1300m2を超えるtZSAを有する)。
一部の実施形態では、本明細書に記載の触媒組成物は、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、又は少なくとも85%のNOx変換率を、約200℃〜約600℃、約250℃〜約600℃、約300℃〜約600℃、約300℃〜約550℃、約300〜約500℃、又は約350℃〜約450℃の温度範囲にわたって提供するのに効果的である。特定の実施形態では、触媒組成物は、少なくとも約70%のNOx変換率を200℃で提供するために提供され得る(例えばこの場合、触媒組成物が、〜1.3in3コアで、焼成した新しい及び/又はエイジングさせた形態で、約120m2/gを超えるZSA又は約1300m2を超えるtZSAを有する)。
本発明はまた、本明細書に記載のSCR組成物又は物品を組み込んだ排出処理システムを提供する。本発明のSCR組成物は、通常は、ディーゼル排気ガス排出処理のための1種以上の追加の構成要素を含む統合された排出処理システムで使用される。このように、「排気流れ」、「エンジン排気流れ」、「排気ガス流れ」などの用語は、エンジン流出物及び本明細書に記載の1種以上の他の触媒システムの構成要素の下流の流出物を指す。
本発明の態様は、以下の実施例によりさらに完全に例示され、これらの実施例は、本発明のある特定の態様を例示するために示すものであり、それを限定するものと解釈されてはならない。
実施例1−モレキュラーシーブ粉末及び粉末触媒組成物の一般的な調製
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)を使用したチャバザイトの結晶化、チャバザイト生成物の分離、有機テンプレート(ADAOH)を除去するための乾燥及び焼成によって、チャバザイト骨格構造(CHA)を有するモレキュラーシーブ粉末を調製した。水、ADAOH溶液、及びナトリウムヒドロキシド水溶液をメイクダウン(make-down)タンクに添加し、数分間混合した。次いで、アルミニウムイソプロポキシド粉末を3〜5分で添加した。次に、コロイダルシリカを攪拌しながら5分で添加した。混合をさらに30分間続け、均一な組成の粘性ゲルを得た。次に、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、振盪を維持したまま結晶化を10〜30時間続けた。反応器を周囲温度まで冷却し、開放する前に大気圧まで排気した。熱水結晶化後、得られた懸濁液は11.5のpHを有していた。懸濁液を脱イオン水と混合し、ブフナー漏斗を使用してろ過した。次に、湿った生成物を120℃の温度に空気中で4時間加熱した。次に、乾燥した生成物を空気中600℃で5時間さらに焼成してテンプレートを除去し、炭素含有量が確実に0.1質量%未満となるようにした。
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)を使用したチャバザイトの結晶化、チャバザイト生成物の分離、有機テンプレート(ADAOH)を除去するための乾燥及び焼成によって、チャバザイト骨格構造(CHA)を有するモレキュラーシーブ粉末を調製した。水、ADAOH溶液、及びナトリウムヒドロキシド水溶液をメイクダウン(make-down)タンクに添加し、数分間混合した。次いで、アルミニウムイソプロポキシド粉末を3〜5分で添加した。次に、コロイダルシリカを攪拌しながら5分で添加した。混合をさらに30分間続け、均一な組成の粘性ゲルを得た。次に、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、振盪を維持したまま結晶化を10〜30時間続けた。反応器を周囲温度まで冷却し、開放する前に大気圧まで排気した。熱水結晶化後、得られた懸濁液は11.5のpHを有していた。懸濁液を脱イオン水と混合し、ブフナー漏斗を使用してろ過した。次に、湿った生成物を120℃の温度に空気中で4時間加熱した。次に、乾燥した生成物を空気中600℃で5時間さらに焼成してテンプレートを除去し、炭素含有量が確実に0.1質量%未満となるようにした。
次に、以下の手順に従って、CHAを銅とイオン交換した。CHAのサンプル10gを水分計に置いて、水分値/乾燥減量(LOD)値を得た。攪拌棒を備えた250mLのガラスビーカーを、熱電対プローブを備えたホットプレート上に置いた。液体対固体の比は5:1であり、この値を達成するために、Cu−酢酸の所望のモル濃度(通常は0.1〜0.3M)を達成するのに必要なCu−酢酸の量を計算し、CHA粉末中の水分を50gの脱イオン水から差し引き、得られた脱イオン水の量をビーカーに添加した。ビーカーを時計皿で覆い、混合物を60℃に加熱した。この温度に達したら、ゼオライトの量(水分含有量に基づく)をビーカーに加えた。次に、Cu−酢酸を直ちに加えた。ビーカーを再び時計皿で覆い、混合物を60℃で1時間保持した。この時間の後、熱を除去して得られたスラリーを約20〜30分間冷却した。次にスラリーをビーカーから取り出し、ブフナー漏斗に通し、ろ過した固体を追加の脱イオン水で洗浄した。ろ過し、洗浄した固体(Cu−CHA)を85℃で一晩乾燥させた。
実施例2−Cu−CHA含有触媒の調製
水(162.0g)を乾燥Cu−CHAゼオライト粉末(108.2g)に添加し、40%固形分のスラリーを得た。酢酸ジルコニウム(17.3gの30.3質量%酢酸ジルコニウム水溶液、ゼオライト含有量に基づいて、約5質量%として計算される5.41gの酢酸ジルコニウムに相当する)を添加した。混合物を2500rpmで30分間せん断混合し、得られたスラリーを脱泡するためにオクタノール1〜2滴を添加した。スラリー固形分は39.90質量%であると決定され、スラリーのpHは4.05であり、スラリーのD90粒径は6.7μmであり、スラリーの粘度は60cpsであった。400/6セル密度の2つの正方形コア(13セル×13セル×3.00in)をスラリーでコーティングして、浸漬コーティング、130℃で4分間の乾燥、必要に応じて再度のコーティング、及び目標装填量に達した後の焼成により、約2.1g/in3の装填量(+/−0.1g/in3、すなわち2.0〜2.20g/in3の範囲内)を得た。使用した焼成プロトコルには次の工程が含まれる:130℃の温度を達成するために15分間加熱する工程、温度を130℃で240分間保持する工程、450℃の温度を達成するために100分間加熱する工程、温度を450℃で60分間保持する工程、120分間冷却して温度を130℃に下げる工程、及び焼成したコアを除去して秤量するまで温度を130℃に保持する工程、である。焼成後の質量損失は約0.05〜約0.1gであった。次に、焼成したコアを750℃で5時間、10%の蒸気でエイジングさせた。上記のコーティングしたコアの通常のおおよその容積は1.3in3である。
水(162.0g)を乾燥Cu−CHAゼオライト粉末(108.2g)に添加し、40%固形分のスラリーを得た。酢酸ジルコニウム(17.3gの30.3質量%酢酸ジルコニウム水溶液、ゼオライト含有量に基づいて、約5質量%として計算される5.41gの酢酸ジルコニウムに相当する)を添加した。混合物を2500rpmで30分間せん断混合し、得られたスラリーを脱泡するためにオクタノール1〜2滴を添加した。スラリー固形分は39.90質量%であると決定され、スラリーのpHは4.05であり、スラリーのD90粒径は6.7μmであり、スラリーの粘度は60cpsであった。400/6セル密度の2つの正方形コア(13セル×13セル×3.00in)をスラリーでコーティングして、浸漬コーティング、130℃で4分間の乾燥、必要に応じて再度のコーティング、及び目標装填量に達した後の焼成により、約2.1g/in3の装填量(+/−0.1g/in3、すなわち2.0〜2.20g/in3の範囲内)を得た。使用した焼成プロトコルには次の工程が含まれる:130℃の温度を達成するために15分間加熱する工程、温度を130℃で240分間保持する工程、450℃の温度を達成するために100分間加熱する工程、温度を450℃で60分間保持する工程、120分間冷却して温度を130℃に下げる工程、及び焼成したコアを除去して秤量するまで温度を130℃に保持する工程、である。焼成後の質量損失は約0.05〜約0.1gであった。次に、焼成したコアを750℃で5時間、10%の蒸気でエイジングさせた。上記のコーティングしたコアの通常のおおよその容積は1.3in3である。
実施例3−様々なミクロ多孔性を有するCu−CHA含有触媒のSCR評価
次に、新しい及び/又はエイジングさせたコアのSCR性能について、管型反応器で標準プロトコルを使用して、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、BullらによるPCT出願公開第WO2008/106519号に開示されているように試験した。
次に、新しい及び/又はエイジングさせたコアのSCR性能について、管型反応器で標準プロトコルを使用して、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、BullらによるPCT出願公開第WO2008/106519号に開示されているように試験した。
また、試験したコアを分析して、SCR試験の直後に、材料のBET/ZSAを決定した(この表面積分析をSCR性能と相関させることができるようにした)。大きな清潔で乾燥したガラス管(ID〜1”)1個をあらかじめ秤量し、(SCR性能を試験したばかりの)コアを管に添加し、コアの初期質量を決定した。コアを含有する管を脱気ユニットに入れ、乾燥窒素流下400℃でおおよそ4時間脱気した。次にコアが冷えたら、コアを含有する管を再秤量して、コアの最終質量を得た。コアを含有する管を自動窒素物理吸着分析装置(Micromeritics TriStarシリーズ3020)に導入した。使用できる他の物理吸着分析器には、Micromeritics TriStar IIシリーズ3030及びMicromeritics ASAP 2460(及び他の製造者の機器)が含まれる。
ディスプレイスメントチューブ(displacement tube)をガラス管内に入れ、コアによって置き換えられない余分な容積を満たし、ガラス管を密閉して等温ジャケット内に封入し、管を一定の液体窒素(LN2)温度に維持した。サンプルは、0.08〜0.21の間の3つ以上の分圧点を使用して分析した。得られた等温線からBET表面積を得た。ZSA及びMSAは、本明細書で上記に記載の方法及び計算を使用して、これらの結果に基づいて計算した。
一連のCHA触媒を調製し、ウォッシュコートに配合してコアにコーティングし、本明細書で上記に記載のように焼成し且つエイジングさせた。名目上のCuO装填量はそれぞれ3.25質量%であった。SCRの結果(NOx変換率)を以下の表1に示す。表1には、エイジングさせた試験したコアのZSA分析の結果も示す。
表1のデータは、適度に高いZSA値を有する触媒組成物(例えばサンプル4〜6)が、著しくより良好なNOx変換を200℃で有していたことを示す。
実施例4−様々なミクロ多孔性及び基材を有するCu−CHA含有触媒の調製、SCR評価及びZSA分析
実施例2に記載の手順に従って、壁厚3〜6mil及びウォッシュコート装填量2.1〜3.4g/in3の400及び600cpsiの基材を使用して、コーティングした触媒の一連を調製した(表2参照)。
実施例2に記載の手順に従って、壁厚3〜6mil及びウォッシュコート装填量2.1〜3.4g/in3の400及び600cpsiの基材を使用して、コーティングした触媒の一連を調製した(表2参照)。
このデータは、CuO含有量、基材セル密度、壁厚及びウォッシュコート装填量が様々であっても、コアのZSAが低温でのNOx変換率に影響を及ぼす重要な要因であることを示している。よって、最適なNOx変換率のために、最終のコーティングした触媒について可能な限り最大のコアのZSAを達成することが、非常に好ましく、有益である。
実施例5−様々なミクロ多孔性を有するCu−CHA含有触媒のさらなるZSA及びSCR性能評価
様々なCu−CHA触媒組成物を含む、焼成しエイジングさせたコーティングしたコアのSCR性能を、図2に示すように比較した。この図では、「参照例」は、3%のCuOを含む比較例のCu−CHA触媒組成物でコーティングしたコアであり、サンプルA、B及びCは、名目上3.2%のCuO含有量及び約2.1g/in3のウォッシュコート装填量を有する比較例のCu−CHA触媒でコーティングした。コーティングは、固形分が20〜40%のスラリーを使用して行った。全てのサンプルは、同様の粉末ZSA及び同様の銅装填量を有すると見なした。
様々なCu−CHA触媒組成物を含む、焼成しエイジングさせたコーティングしたコアのSCR性能を、図2に示すように比較した。この図では、「参照例」は、3%のCuOを含む比較例のCu−CHA触媒組成物でコーティングしたコアであり、サンプルA、B及びCは、名目上3.2%のCuO含有量及び約2.1g/in3のウォッシュコート装填量を有する比較例のCu−CHA触媒でコーティングした。コーティングは、固形分が20〜40%のスラリーを使用して行った。全てのサンプルは、同様の粉末ZSA及び同様の銅装填量を有すると見なした。
SCR試験(図2にデータを提示)後、フルサイズのコーティングしたサンプルのBET表面積/ZSAについて、本明細書で上記に記載の大容積サンプルホルダー及び計算を使用して評価した。特に、ZSAは、Harkins and Juraの式及びdeBoerの式の両方を使用したBET測定に基づいて計算し、以下の表3に示すように、結果は同等であった。
サンプル(サンプルA〜C)は、図3に示すように、著しく異なるZSA値を示した。サンプルA〜Cのうち、サンプルAは最も高いZSA値(及び図2から、低温、すなわち200℃で最も高いNOx変換率)を示した。サンプルCは、最も低いZSA値(及び図2から、低温、すなわち200℃で最も低いNOx変換率)を示した。図2及び3のこのデータに基づいて、NOx変換率及びコーティングしたコアのZSAを相関させるプロットを用意し、図4として提供する。
実施例6−試験したコアの総ZSA(tZSA)及び容積ZSAと相関するSCR性能
実施例2に記載の手順に従って、壁厚3〜6mil及びウォッシュコート装填量1.7〜3.4g/in3の400及び600cpsiの基材を使用して、コーティングした触媒の一連を調製した。銅の装填量は、CuOとして3〜6質量%の範囲であった。コーティングした、試験したコアのおおよその容積(実施例2参照)は1.3in3であった。
実施例2に記載の手順に従って、壁厚3〜6mil及びウォッシュコート装填量1.7〜3.4g/in3の400及び600cpsiの基材を使用して、コーティングした触媒の一連を調製した。銅の装填量は、CuOとして3〜6質量%の範囲であった。コーティングした、試験したコアのおおよその容積(実施例2参照)は1.3in3であった。
この実施例では、コアを650〜800℃の温度でエイジングさせ、m2で表す「総コアZSA(tZSA)」のSCR試験後に評価した。この試験では、m2/gで報告する前述のコアのZSAに試験したコアの総質量を乗じて、m2でtZSAを求めた。前述のように、この実施例の全てのコアのおおよその容積は約1.3in3であり、またコアは(本明細書に定義した)容積ZSAについても評価し、試験した触媒物品のm2/in3で表した(表4参照)。
このデータは、CuO含有量、基材セル密度及び壁厚、及びウォッシュコート装填量が様々であっても、試験したコアの総コアZSA(tZSA)及び/又は容積ZSAが、低温でのNOx変換率に影響を及ぼす重要な要因であることを示している。よって、最良のNOx変換率のため、最終のコーティングした触媒について可能な限り最大の総コアZSA(tZSA)及び/又は容積ZSAを達成することが、非常に有益であり、好ましい。
本明細書に開示した本発明を、特定の実施形態及びその適用によって記載してきたが、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの改変及び変更がなされ得る。さらに、本発明の様々な態様は、本明細書で具体的に記載した用途以外の用途で使用され得る。
Claims (34)
- ディーゼルのNOx削減のための触媒物品であって、基材、及び前記基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含み、前記ウォッシュコート層が金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つ前記触媒物品のゼオライト表面積(ZSA)が約100m2/g以上であることを特徴とする触媒物品。
- 前記触媒物品のZSAが約120m2/g以上である、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品のZSAが約130m2/g以上である、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品のZSAが、約100m2/g〜約600m2/g、又は約130m2/g〜約500m2/g、又は約140m2/g〜約450m2/g、又は約150m2/g〜約400m2/g、又は約160m2/g〜約350m2/g、又は約120m2/g〜約250m2/gである、請求項1に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品のZSAが、約120m2/g〜約200m2/gである、請求項1に記載の触媒物品。
- ディーゼルのNOx削減のための触媒物品であって、
基材、及び
前記基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含み、
前記ウォッシュコート層が金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つ
前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が約900m2/in3以上である、触媒物品。 - 前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が約1000m2/in3以上である、請求項6に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が約1500m2/in3以上である、請求項6に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が、約900m2/in3〜約5100m2/in3、又は約1600〜約3700m2/in3、又は約1650〜約3600m2/in3、又は約1700〜約3500m2/in3、又は約1750〜約3400m2/in3、又は約1800〜約3300m2/in3、又は約1850〜約3200m2/in3、又は約900m2/in3〜約2300m2/in3である、請求項6に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が、約1100m2/in3〜約2300m2/in3である、請求項6に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品の容積ゼオライト表面積が、約1500m2/in3〜約2300m2/in3である、請求項6に記載の触媒物品。
- ディーゼルのNOx削減のための触媒物品であって、
基材、及び
前記基材上にコーティングされたウォッシュコート層を含み、
前記ウォッシュコート層が金属で促進したモレキュラーシーブを含み、且つ
前記触媒物品の総ゼオライト表面積(tZSA)が約1200m2以上である、触媒物品。 - 前記触媒物品のtZSAが約1500m2以上である、請求項12に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品のtZSAが約2000m2以上である、請求項12に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品のtZSAが約2200m2以上である、請求項12に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品のtZSAが、約1000〜約6600m2、又は約2000〜約4800m2、又は約2200〜約4500m2、又は約2300〜約4300m2、又は約2500〜約3900m2、又は約1200m2〜約3000m2である、請求項12に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品のtZSAが、約1500m2〜約3000m2である、請求項12に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品のtZSAが、約2000m2〜約3000m2である、請求項12に記載の触媒物品。
- 前記金属で促進したモレキュラーシーブが、銅で促進したモレキュラーシーブを含む、請求項1から18のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記銅で促進したモレキュラーシーブが、酸化銅として計算して約0.1質量%以上の銅を含む、請求項19に記載の触媒物品。
- 前記銅で促進したモレキュラーシーブが、酸化銅として計算して約0.1質量%〜約7質量%の銅を含む、請求項19に記載の触媒物品。
- 前記金属で促進したモレキュラーシーブが、銅及び第2の異なる金属で促進したモレキュラーシーブを含む、請求項1から21のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記第2の異なる金属が、鉄、セリウム、亜鉛、ストロンチウム、及びカルシウムからなる群から選択される、請求項22に記載の触媒物品。
- 前記金属で促進したモレキュラーシーブが、銅で及び鉄で促進したモレキュラーシーブを含む、請求項1から18のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記金属で促進したモレキュラーシーブが、AEI、AFT、AFV、AFX、AVL、CHA、DDR、EAB、EEI、ERI、IFY、IRN、KFI、LEV、LTA、LTN、MER、MWF、NPT、PAU、RHO、RTE、RTH、SAS、SAT、SAV、SFW、TSC、UFI及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるゼオライト構造型を有する、請求項1から24のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記金属で促進したモレキュラーシーブが、CHAのゼオライト構造型を有する、請求項1から24のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記CHA構造が、SSZ−13、SSZ−62、天然チャバザイト、ゼオライトK−G、リンデD、リンデ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、請求項26に記載の触媒物品。
- 前記ウォッシュコート層が約0.5g/in3〜約6g/in3、約0.5g/in3〜約3.5g/in3、約1g/in3〜約5g/in3、又は約1g/in3〜約3g/in3の装填量で存在する、請求項1から27のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記基材がフロースルーハニカム基材である、請求項1から28のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記基材がウォールフローフィルター基材である、請求項1から28のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品が、200℃で約70%以上の又は200℃で約80%以上のNOx変換率を提供するのに効果的である、請求項1から30のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記触媒物品が、少なくとも400℃の温度で少なくとも2時間エイジングされているようなエイジングされた形態である、請求項1から31のいずれか一項に記載の触媒物品。
- ディーゼルのNOx削減のための選択的触媒還元(SCR)触媒組成物の表面積を測定する方法であって、
金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物を得る工程、
前記触媒組成物を基材上にコーティングする工程、
前記触媒組成物を焼成し且つエイジングさせて、触媒物品を得る工程、及び
前記焼成し且つエイジングさせた触媒組成物のゼオライト表面積(ZSA)を損傷のない形態で、前記触媒物品を全体で/破砕されていない形態で物理吸着分析に供し、ZSA計算のため各分圧点で分圧点及びガス吸収を使用することによって測定する工程、を含む、方法。 - 選択的触媒還元(SCR)触媒組成物のNOx削減活性を測定する方法であって、
金属で促進したモレキュラーシーブを含む触媒組成物を得る工程、
前記触媒組成物を基材上にコーティングする工程、
前記触媒組成物を焼成し且つエイジングさせる工程、
前記焼成し且つエイジングさせた触媒組成物のゼオライト表面積(ZSA)を損傷のない形態で測定する工程、及び
ZSAを触媒のNOx削減活性と相関させて、前記触媒組成物が意図する用途に適しているかどうかを判定する工程、を含む、方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762517243P | 2017-06-09 | 2017-06-09 | |
US62/517,243 | 2017-06-09 | ||
PCT/IB2018/054171 WO2018225036A1 (en) | 2017-06-09 | 2018-06-08 | Catalytic washcoat with controlled porosity for nox abatement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020522383A true JP2020522383A (ja) | 2020-07-30 |
Family
ID=64567011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019568047A Withdrawn JP2020522383A (ja) | 2017-06-09 | 2018-06-08 | Nox削減のための、制御された多孔性を有する触媒ウォッシュコート |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11717814B2 (ja) |
EP (1) | EP3634625A4 (ja) |
JP (1) | JP2020522383A (ja) |
KR (1) | KR20200006624A (ja) |
CN (1) | CN110997138A (ja) |
BR (1) | BR112019025863A2 (ja) |
CA (1) | CA3065741A1 (ja) |
WO (1) | WO2018225036A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3721973A1 (de) * | 2019-04-10 | 2020-10-14 | P & F Maschinenbau GmbH | Vorrichtung und verfahren zur herstellung von lackdrähten |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4544538A (en) | 1982-07-09 | 1985-10-01 | Chevron Research Company | Zeolite SSZ-13 and its method of preparation |
US6709644B2 (en) | 2001-08-30 | 2004-03-23 | Chevron U.S.A. Inc. | Small crystallite zeolite CHA |
US20050100493A1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-05-12 | George Yaluris | Ferrierite compositions for reducing NOx emissions during fluid catalytic cracking |
US20050100494A1 (en) | 2003-11-06 | 2005-05-12 | George Yaluris | Ferrierite compositions for reducing NOx emissions during fluid catalytic cracking |
MX2009009095A (es) | 2007-02-27 | 2009-09-14 | Basf Catalysts Llc | Catalizadores de zeolita cha de cobre. |
US7645718B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-01-12 | Pq Corporation | Microporous crystalline material comprising a molecular sieve or zeolite having an 8-ring pore opening structure and methods of making and using same |
BR112012012244A2 (pt) | 2009-11-24 | 2016-04-19 | Basf Se | processo para a preparação de zeólitos que possuam estrutura de armação cha e uma composição, material zeolítico que possui uma estrutura de armação cha, e, uso de um material zeolítico |
US9416322B2 (en) | 2010-03-18 | 2016-08-16 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Process for making improved catalysts from clay-derived zeolites |
KR20130044322A (ko) * | 2010-07-15 | 2013-05-02 | 바스프 에스이 | 질소 산화물의 선택적인 환원을 위한 구리 함유 zsm-34, 오프레타이트 및/또는 에리오나이트 제올라이트 물질 |
WO2013082550A1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Pq Corporation | Stabilized microporous crystalline material, the method of making the same, and the use for selective catalytic reduction of nox |
RU2767067C1 (ru) | 2012-10-19 | 2022-03-16 | Басф Корпорейшн | 8-кольцевое молекулярное сито с малыми порами в качестве высокотемпературного катализатора скв |
US9034287B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-05-19 | Basf Corporation | Catalyst compositions, articles, methods and systems |
US20140357476A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Corning Incorporated | Formed ceramic substrate composition for catalyst integration |
DE102014205783A1 (de) | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Johnson Matthey Public Limited Company | Katalysator sowie Verfahren zum Herstellen eines Katalysator |
JP2017534447A (ja) * | 2014-10-30 | 2017-11-24 | ビーエーエスエフ コーポレーション | 混合金属型の大結晶モレキュラーシーブ触媒組成物、触媒物品、システムおよび方法 |
KR102650311B1 (ko) * | 2015-11-17 | 2024-03-25 | 바스프 코포레이션 | 배기 가스 처리 촉매 |
-
2018
- 2018-06-08 EP EP18812886.2A patent/EP3634625A4/en not_active Withdrawn
- 2018-06-08 US US16/620,116 patent/US11717814B2/en active Active
- 2018-06-08 KR KR1020207000555A patent/KR20200006624A/ko active Search and Examination
- 2018-06-08 BR BR112019025863-9A patent/BR112019025863A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2018-06-08 CN CN201880050746.XA patent/CN110997138A/zh active Pending
- 2018-06-08 CA CA3065741A patent/CA3065741A1/en not_active Abandoned
- 2018-06-08 JP JP2019568047A patent/JP2020522383A/ja not_active Withdrawn
- 2018-06-08 WO PCT/IB2018/054171 patent/WO2018225036A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200188895A1 (en) | 2020-06-18 |
US11717814B2 (en) | 2023-08-08 |
EP3634625A4 (en) | 2020-10-28 |
KR20200006624A (ko) | 2020-01-20 |
BR112019025863A2 (pt) | 2020-07-14 |
WO2018225036A1 (en) | 2018-12-13 |
CN110997138A (zh) | 2020-04-10 |
EP3634625A1 (en) | 2020-04-15 |
CA3065741A1 (en) | 2018-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11077432B2 (en) | Ion-exchanged molecular sieve catalysts exhibiting reduced N2O emissions | |
RU2705976C2 (ru) | Наноразмерное функциональное связующее | |
CN106660022B (zh) | 分子筛催化剂组合物、催化剂复合材料、体系和方法 | |
CN111315482B (zh) | 具有减少的骨架外铝的沸石 | |
JP2020514042A (ja) | 選択的触媒還元物品およびシステム | |
US11358130B2 (en) | Surface-treated silicoaluminophosphate molecular sieve | |
US11717814B2 (en) | Catalytic washcoat with controlled porosity for NOx abatement | |
US20220001371A1 (en) | CATALYTIC COMPOSITION WITH ADDED COPPER TRAPPING COMPONENT FOR NOx ABATEMENT | |
US20210388747A1 (en) | CATALYTIC WASHCOAT WITH ADDED ALUMINA FOR NOx ABATEMENT | |
KR20230028282A (ko) | 구리-촉진된 제올라이트의 제조 방법 | |
KR20220070204A (ko) | 특정 격자 변형률 및 도메인 크기 특성을 갖는 Cu-CHA SCR 촉매 | |
BR112021008261B1 (pt) | Artigo catalisador e sistema de tratamento de gás de escape |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210518 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20220131 |