JP2022506425A - Ｎｏｘを低減するためのアルミナを添加した触媒ウォッシュコート - Google Patents

Abstract

本開示は、ＮＯｘ変換のための触媒組成物およびそのような触媒組成物を組み込んだ触媒物品を提供する。特定の触媒組成物は、ゼオライトであって、５～２０のシリカ対アルミナ比を有し、かつ０．１～０．５のＣｕ／Ａｌ比および１～１５重量％のＣｕＯ負荷を有するようにゼオライトのカチオン部位に交換された十分なＣｕを有する、ゼオライトと、１～２０重量％の範囲の濃度で存在する銅トラップ成分であって、約０．５～２０ミクロンの粒子サイズを有する複数の粒子を含む、銅トラップ成分と、を含む。特定の触媒組成物は、銅トラップ成分として、０．５ミクロン～２０ミクロンの範囲のＤ９０粒子サイズ分布を有する複数のアルミナ粒子として存在するアルミナを含む。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、移動可能な銅をトラップすることができるウォッシュコート成分を添加したゼオライトＳＣＲ触媒組成物、リーンエミッション制御アプリケーションのためのそのような触媒組成物の調製および使用の方法、ならびにそのような触媒組成物を使用する触媒物品およびシステムに関する。

長い年月にわたり、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）の有害な成分が大気汚染を引き起こしてきた。ＮＯ_ｘは、内燃エンジン（例えば、自動車およびトラック）、燃焼設備（例えば、天然ガス、石油、石炭によって加熱を行う発電所）、ならびに硝酸生成プラントなどからの排気ガスに含有される。

ＮＯ_ｘ含有ガス混合物を処理して、大気汚染を減少させるために、様々な処理方法が使用されてきた。１つの処理タイプは、窒素酸化物の接触還元を伴う。（１）一酸化炭素、水素、または低分子量炭化水素が還元剤として使用される非選択的還元プロセス、および（２）アンモニアまたはアンモニア前駆体が還元剤として使用される選択的還元プロセス、という２つのプロセスがある。選択的還元プロセスでは、少量の還元剤で高度の窒素酸化物除去を達成することができる。

選択的還元プロセスは、ＳＣＲ（選択的接触還元）プロセスと称される。ＳＣＲプロセスは、大気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性還元を使用し、以下のように、主に窒素および蒸気の形成をもたらす：
４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ（標準のＳＣＲ反応）
２ＮＯ_２＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→３Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ（遅いＳＣＲ反応）
ＮＯ＋ＮＯ_２＋２ＮＨ_３→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ（高速ＳＣＲ反応）

ＳＣＲプロセスで用いられる触媒は、理想的には、水熱条件下で、広い使用温度条件範囲、例えば、２００℃～６００℃以上で良好な触媒活性を維持できる必要がある。排気ガス制御アプリケーションにおいて使用されるＳＣＲ触媒は、粒子の除去に使用される排気ガス処理システムの成分である煤フィルターの再生中に、高温水熱条件に曝露される。

ゼオライトなどのモレキュラーシーブは、酸素の存在下でアンモニア、尿素、または炭化水素などの還元剤とともに窒素酸化物の選択的接触還元（ＳＣＲ）に使用されてきた。ゼオライトは、ゼオライトの種類、ならびにゼオライト格子に含まれるカチオンの種類および量に応じて、直径が約３～約１０オングストロームの範囲の、均一な細孔径を有する結晶性材料である。８環の細孔開口部および二重の６環の二次的構築単位を有するゼオライト、具体的にはケージ様の構造を有するものを、ＳＣＲ触媒として使用することが近年研究されている。これらの特性を有する特定の種類のゼオライトは、チャバザイト（ＣＨＡ）であり、これは、三次元の多孔度からアクセスできる８員環の細孔開口部（約３．８オングストローム）を有する小さな細孔ゼオライトである。ケージのような構造は、二重の６環の構築単位を４環によって接続することから生じる。

アンモニアによる窒素酸化物の選択接触還元のための、中でも特に鉄促進化および銅促進化ゼオライト触媒を含む、金属促進化ゼオライト触媒が知られている。例えば、鉄促進化ゼオライトベータは、例えば、米国特許第４，９６１，９１７号に記載されているように、アンモニアによる窒素酸化物の選択的還元のための効果的な市販の触媒であった。触媒の性能を改善することが常に望まれており、したがって、低温および／または高温性能が改善されたＳＣＲ触媒を提供することが有益であろう。

本発明は、アルミナと１つ以上のゼオライト（例えば、１つ以上の金属促進化ゼオライト）とを含む触媒組成物を提供する。そのような触媒組成物は、アルミナを添加しない同等の触媒組成物と比較して、改善されたＮＯｘ変換および／または低減したＮ_２Ｏ形成などの有益な特性を示し得る。理論によって制限されることを意図するものではないが、アルミナの添加は、得られる触媒組成物のミクロ多孔性の改変をもたらす可能性があると考えられている。そのようなミクロ多孔性は、例えば、触媒組成物のゼオライト表面積（ＺＳＡ）によって説明することができる。所与の触媒組成物の特定のミクロ多孔性、特に、焼成およびエージングした形態の触媒組成物のミクロ多孔性は、その組成物の活性に影響を及ぼし得る。有利なことに、様々な実施形態において、開示された組成物は、エージング時に比較的低いＳＣＲ活性損失を示す。

本開示の一態様では、触媒物品であって、基材と、基材上にコーティングされた触媒組成物と、を含む、触媒物品を提供し、触媒組成物が、約５～約２０のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を有するゼオライトであって、ゼオライトが約０．１～約０．５のＣｕ／Ａｌ比および約１～約１５重量％のＣｕ負荷を生成するように、ゼオライトのカチオン部位に交換されたＣｕを有する、ゼオライトと、触媒物品の選択的触媒還元（ＳＣＲ）活性損失が８００℃までエージングした後に３０％未満であるような有効量で存在するアルミナまたはアルミナ前駆体と、を含む。

本開示は、一態様では、基材と、基材上にコーティングされた触媒組成物と、を含む、触媒物品を提供し、触媒組成物が、５～２０のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を有するゼオライトであって、ゼオライトが約０．１～約０．５のＣｕ／Ａｌ比および約１～約１５重量％のＣｕＯ負荷を有するようにゼオライトのカチオン部位に交換された十分なＣｕを有する、ゼオライトと、１～２０重量％の範囲の濃度で触媒組成物中に存在する銅トラップ成分と、を含み、銅トラップ成分が、約０．５～２０ミクロンの粒子サイズを有する複数の粒子を含む。特定の実施形態では、銅トラップ成分は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ニオブ、モリブデン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む。

本開示は、別の態様では、基材と、基材上にコーティングされた触媒組成物と、を含む、触媒物品を提供し、触媒組成物が、５～２０のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を有するゼオライトであって、ゼオライトが約０．１～約０．５のＣｕ／Ａｌ比および約１～約１５重量％のＣｕＯ負荷を有するようにゼオライトのカチオン部位に交換された十分なＣｕを有する、ゼオライトと、０．５ミクロン～２０ミクロンの範囲のＤ_９０粒子サイズ分布を有する複数のアルミナ粒子として存在するアルミナであって、１０％Ｈ_２Ｏ下で１６時間８００℃でエージングした後に、少なくとも２００℃の温度範囲で８０，０００ｈ^－１の空間速度で少なくとも９０％の触媒物品によるＮＯ_ｘ変換を得るために有効な量で存在する、アルミナと、を含む。

いくつかの実施形態では、触媒物品は、エージング後に３５％未満減少するゼオライト表面積（ＺＳＡ）を有する。いくつかの実施形態では、１０％Ｈ_２Ｏ下で８００℃で１６時間触媒物品をエージングした後、触媒物品は、同じ条件下でエージングされかつアルミナ粒子を含まないことを除いて他の点では同一の組成を有する触媒物品のＮＯ_ｘ変換率よりも約５％～約３０％高い、約１５０℃～約６５０℃の温度範囲でのＮＯ_ｘ変換率を有する。例えば、いくつかの実施形態では、約５％～約３０％高いＮＯ_ｘ変換率が、約３５０℃～約６５０℃の温度範囲で発生する。

本明細書に開示される触媒物品に関して、特定のゼオライト構造は様々なものとすることができる。いくつかの実施形態では、ゼオライトは、約０．０１～約５ミクロンの粒子サイズを有する。いくつかの実施形態では、ゼオライトは、約２００～約８００ｍ^２／ｇの表面積を有する。いくつかの実施形態では、ゼオライトは、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、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶から選択される「８環」骨格構造を有する。特定の実施形態では、ゼオライトは、ＡＥＩ、ＡＦＴ、ＣＨＡ、ＬＴＡ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶から選択される骨格構造を有する。いくつかの実施形態では、ゼオライトは、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＷＥＮ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶からなる群から選択される「１０環」骨格構造を有する。いくつかの特定の実施形態では、ゼオライトは、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＳＴＴ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶から選択される骨格構造を有する。いくつかの実施形態では、ゼオライトは、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、ＶＥＴ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶からなる群から選択される「１２環」骨格構造を有する。例えば、特定の実施形態では、ゼオライトは、ＡＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＭＡＺ、ＭＯＲ、またはＯＦＦ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶の骨格構造を有する。いくつかの実施形態は、ＣＨＡとＧＭＥまたはＡＩＥとＧＭＥの連晶を含む骨格構造を有するゼオライトを含む。

いくつかの実施形態では、ゼオライトは、金属促進化されたものである。例えば、ゼオライトは、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される遷移金属を含み得る。例えば、ゼオライトは、Ｃｕ－ＣＨＡであり得る。様々な実施形態では、アルミナは、ベーマイト、ガンマアルミナ、シリカアルミナ、安定化アルミナ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、アルミナは、約０．５～約２０ミクロンのＤ_９０凝集体粒子サイズを有する。

触媒組成物中の成分の量は、様々なものであり得る。いくつかの実施形態では、アルミナは、ゼオライトの総量に基づいて、約２重量％～約２０重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、ゼオライトは、約１．０ｇ／ｉｎ^３～約５．０ｇ／ｉｎ^３の量で存在する。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、ゼオライトの総量に基づいて、約２重量％～約２０重量％の量の酸化ジルコニウムをさらに含む。いくつかの実施形態では、触媒組成物は、ゼオライトを含む第１のウォッシュコートと、アルミナを含む第２のウォッシュコートとを含む。特定の実施形態では、第２のウォッシュコートは、基材上に直接配置され、第１のウォッシュコートは、第２のウォッシュコート上に配置されている。いくつかのそのような実施形態では、第２のウォッシュコートの第１の部分は、基材の壁内に配置され、第２のウォッシュコートの第２の部分は、基材の壁上に配置されている。いくつかの実施形態では、第２のウォッシュコートは、基材の壁内に配置されている。特定のそのような実施形態では、第１のウォッシュコート（第２のウォッシュコートの上にある）は、基材の壁上に配置されている。他の実施形態では、第２のウォッシュコートは、基材の壁上に配置されている。

いくつかの実施形態では、第１のウォッシュコートは、基材上に直接配置され、第２のウォッシュコートは、第１のウォッシュコート上に配置されている。いくつかのそのような実施形態では、第１のウォッシュコートの第１の部分は、基材の壁内に配置され、第１のウォッシュコートの第２の部分は、基材の壁上に配置されている。いくつかの実施形態では、第１のウォッシュコートは、基材の壁内に配置されている。特定のそのような実施形態では、第２のウォッシュコート（第１のウォッシュコートの上にある）は、基材の壁上に配置されている。他の実施形態では、第１のウォッシュコートは、基材の壁上に配置されている。いくつかの実施形態では、第１および第２のウォッシュコート層は、互いに対して横方向にゾーン構成されている。例えば、特定の実施形態では、第１のウォッシュコート層は、基材の一端部から基材長さの最大約９０％まで延在し、第２のウォッシュコート層は、基材の反対側の端部から基材長さの最大約９０％までの長さまで延在する。

いくつかの実施形態では、ゼオライトおよび銅トラップ成分（例えば、アルミナ）は、第１のウォッシュコート内に含有される。そのような触媒物品は、いくつかの実施形態では、１つ以上の追加のウォッシュコートをさらに含むことができ、１つ以上の追加のウォッシュコートは、異なる触媒組成物を含む。基材は、いくつかの実施形態では、フロースルーハニカム基材であり、他の実施形態では、壁流フィルター基材である。

本開示は、尿素インジェクターの下流で、かつ内燃機関と流体連通して、開示された触媒物品を含む、排気ガス処理システムをさらに提供する。システムは、いくつかの実施形態では、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、煤フィルター（例えば、触媒スートフィルター、ＣＳＦ）、アンモニア酸化触媒（ＡＭＯｘ）、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される成分をさらに備えることができる。特定の実施形態では、内燃機関は、ディーゼルエンジンである。

本発明の実施形態の理解を提供するために、添付図面が参照され、これらは、必ずしも縮尺どおりに描かれておらず、参照番号は、本発明の例示的な実施形態の成分を指す。図面は、単なる例であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

本発明による触媒ウォッシュコート組成物を含み得るハニカム型基材の斜視図である。 図１Ａに対して拡大され、かつ図１Ａの担体の端面に平行な平面に沿って切り取られた部分断面図であり、図１Ａに示される複数のガス流路の拡大図を示す。 図１Ａに対して拡大した断面の断面図であり、図１Ａのハニカム型基材は、壁流フィルターを表す。 実施例１および１Ａの組成物（空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間エージングして実施例６で説明される条件下で試験した、アルミナありとアルミナなしのＳＡＲ＝１０のＣｕ－ＣＨＡサンプル）のＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成のグラフである。 実施例２および２Ａ（空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間エージングして実施例６で説明される条件下で試験した、アルミナありとアルミナなしのＳＡＲ＝１４のＣｕ－ＣＨＡサンプル）のＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成のグラフである。 実施例３および３Ａ（空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間エージングして実施例６で説明される条件下で試験した、アルミナありとアルミナなしのＳＡＲ＝１９のＣｕ－ＣＨＡサンプル）のＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成のグラフである。 実施例４および４Ａ（空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間エージングして実施例６で説明される条件下で試験した、アルミナありとアルミナなしのＳＡＲ＝２５のＣｕ－ＣＨＡサンプル）のＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成のグラフである。 実施例５および５Ａ（空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間エージングして実施例６で説明される条件下で試験した、アルミナありとアルミナなしのＳＡＲ＝３２のＣｕ－ＣＨＡサンプル）のＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成のグラフである。 実施例３Ａおよび３Ｂ（空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間エージングして実施例６で説明される条件下で試験した添加剤、２つのレベルのアルミナ添加のＳＡＲ＝１９のＣｕ－ＣＨＡサンプル）のＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成のグラフである。 実施例４、４Ａ、４Ｂ、および４Ｃ（空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間エージングして実施例６で説明される条件下で試験した、異なる種類のアルミナを有するＳＡＲ＝２５のＣｕ－ＣＨＡサンプル）のＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成のプロットである。 空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間または６５０℃で５０時間エージングした後の実施例３および３Ａのゼオライト表面積（ＺＳＡ）のプロットである。 空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間または６５０℃で５０時間エージングした後の実施例３および３Ａについて、２００℃および６００℃でのＺＳＡおよびＮＯｘ変換の相関関係を示すプロットである。 実施例３および８（空気／Ｎ_２中で１０％Ｈ_２Ｏで８００℃で１６時間エージングして実施例６で説明される条件下で試験した、サンプル）のＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成のプロットである。

以下、例示的な実施形態を参照して、以降より完全に本開示について記載する。本開示が徹底的かつ完全であり、本開示の範囲を当業者に完全に伝えるように、これらの例示的な実施形態について記載する。実際、本開示は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載されている実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすであろうように提供されている。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」は、別途文脈により明らかに指示されない限り、複数の指示物を含む。

本開示は、概して、ディーゼルエンジンなどのエンジンからのＮＯ_ｘ排出物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、概して、１つ以上の金属促進化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されるようなウォッシュコート技術を使用して、調製され、基材上にコーティングすることができる。本明細書に開示される触媒組成物は、触媒組成物の特定の物理的特性に応じて、特に特定の実施形態では、触媒組成の多孔度（および特にミクロ多孔性）に応じて、効果的な高温および／または低温性能を提供することができる。開示された組成物は、アルミナなどの銅トラップ剤を含み、いくつかの実施形態では、そのような添加された銅トラップ剤のない同等の組成物と比較して、改善されたＮＯｘ変換および／または低減されたＮ_２Ｏ形成を呈示する。

本発明の一態様は、ゼオライト構造内のイオン交換銅が高温水熱条件下で移動可能であるという認識である。特定のメカニズムに拘束されることなく、銅がゼオライト格子から出てくると、ＮＨ_３酸化、およびＳＣＲ活性の喪失に対して活性になる小さなＣｕＯクラスターを形成することが考えられる。さらに、銅がゼオライトイオン交換部位から除去されると、熱水条件下で構造が不安定になり、脱アルミニウム、ゼオライトの結晶化度とゼオライトの表面積の損失、したがってＳＣＲ活性の損失が発生する。小さなＣｕＯクラスターの形成を最小限に抑えるために、本発明は、移動可能なＣｕＯを適切な金属酸化物、すなわち上記の「銅トラップ剤」によって三元酸化銅としてトラップ、固定、または隔離して、ＡＢｘＯｙ構造（Ａ＝ＣｕおよびＢ＝第２の金属）を形成できることを認識している。三元金属酸化物を形成することが知られている金属酸化物は、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣＯ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、およびＢｉ_２Ｏ_３である。したがって、本出願は、この機能を提供するものとしてアルミナを含めることに主に焦点を合わせているが、本明細書に開示される原理、組成物、および方法は、上記で参照した金属酸化物にも適用可能であることが理解される。

触媒組成物は、細孔サイズのＩＵＰＡＣ定義に従って、一般にマクロ多孔性（直径が５０ｎｍを超える細孔を含む）および／またはメソ多孔性（直径が２ｎｍ～５０ｎｍの細孔を含む）および／またはミクロ多孔性（直径が約２ｎｍ以下の細孔を含む）の形態であると説明できる、ある程度の多孔性を示すことが一般に理解されている。マクロ多孔性およびメソ多孔性は、物質移動の考慮事項にとって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、したがって触媒活性に影響を与える。

本明細書で説明されるように、金属促進化モレキュラーシーブ含有触媒組成物中にアルミナを含めると、特に厳しいエージング（例えば、８００℃以上へのエージング）後に、アルミナを含まない対応する組成物ウォッシュコートと比較して、著しく高いゼオライト表面積（ＺＳＡ）を有する組成物ウォッシュコートをもたらすことができる。さらに、本明細書に記載されるように、金属促進化モレキュラーシーブ含有触媒組成物を含む組成物ウォッシュコートに隣接するウォッシュコート層にアルミナを含めることは、同様に改善されたＮＯｘ変換および低減したＮ_２Ｏ形成を呈示することができる。

この開示は、触媒組成物のアルミナ含有量の変更を説明し、これは、触媒組成物のミクロ多孔性の変更をもたらすことが見出されている（ｍ^２／ｇのＺＳＡによって定義される）。アルミナ含有量を変更することにより、したがって、触媒組成物のＺＳＡを変更することにより（特にエージングされた形態で）、異なる触媒活性が観察された。具体的には、より高いＺＳＡ値を示す、アルミナが添加された触媒は、本明細書において、改善されたＳＣＲ性能、すなわち、増加したＮＯｘ変換および／または低減したＮ_２Ｏ形成を有することが示される。

本明細書で使用される場合、「ＺＳＡ」は、「ゼオライト表面積」であり、重量または体積で等しいサイズのオブジェクト同士が比較される、ｍ^２／ｇ、ｍ^２／ｉｎ^３、または単にｍ^２で表すことができる。ＺＳＡは、主にゼオライトの微細孔（通常は直径約２ｎｍ以下）に関連する表面積を指す。「ＺＳＡ」は、具体的には「ゼオライト」表面積という名称を指すが、この用語は一般的にモレキュラーシーブ表面積により広く適用されることを意図している。ＺＳＡを評価する方法は、本明細書全体を通して開示されている。

触媒組成物
本明細書に開示される触媒組成物は、概して、モレキュラーシーブおよびアルミナを含む。モレキュラーシーブおよびアルミナは、同じウォッシュコート層内に含有することができるが、または本開示の目的のために一緒に「触媒組成物」を含む別個のウォッシュコート層内に含有することができる。

開示された触媒組成物のモレキュラーシーブ成分に関して、モレキュラーシーブは、概して、金属促進化（例えば、Ｃｕ促進化、Ｆｅ促進化、またはＣｕ／Ｆｅ促進化）モレキュラーシーブを含む。本明細書で使用される場合に「モレキュラーシーブ」という表現は、ゼオライトおよび他の骨格材料（例えば、同形置換された材料）などの骨格材料を指し、これらは、例えば、粒子形態で、１つ以上の促進剤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、一般的に四面体型の部位を含み、かつ実質的に均一な細孔分布を有し、平均細孔径が２０Å以下の、広範な三次元網目構造の酸素イオンに基づく材料である。細孔径は環径により定義される。本明細書で使用される場合、「ゼオライト」という用語は、ケイ素およびアルミニウム原子をさらに含むモレキュラーシーブの具体的な例を指している。１つ以上の実施形態によれば、モレキュラーシーブをそれらの構造型によって定義することは、その構造型を有するモレキュラーシーブと、同じ構造型を有するＳＡＰＯ、ＡｌＰＯおよびＭｅＡＰＯ材料などのありとあらゆるアイソタイプ骨格材料との両方を含むことを意図することが理解されよう。

より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に言及することで、材料を、骨格内へと置換されたリンまたは他の金属を故意に含まないモレキュラーシーブに限定する。しかしながら、明確にするために、本明細書で使用される場合、「ケイ酸アルミノゼオライト」は、ＳＡＰＯ、ＡＬＰＯ、およびＭｅＡＰＯ材料などのリン酸アルミノ材料を除外し、より広範な「ゼオライト」という用語は、ケイ酸アルミノおよびリン酸アルミノを含むことが意図される。ゼオライトは、結晶性材料であり、コーナー共有ＴＯ_４面体（Ｔは、ＡｌまたはＳｉである）からなるオープン３次元骨格構造を有するアルミノシリケートであることが理解される。ゼオライトは一般に、２以上のシリカ対アルミナ（ＳＡＲ）のモル比を含む。開示された触媒組成物で使用するためのゼオライトは、ＳＡＲ値に関して特に限定されないが、ゼオライトに関連する特定のＳＡＲ値は、いくつかの実施形態では、（例えば、エージング後に）それが組み込まれる触媒組成物のＳＣＲ性能に影響を及ぼし得る。いくつかの実施形態では、ゼオライトのＳＡＲ値は、約５～約１００または約５～約５０である。いくつかの実施形態では、ＳＡＲは、５～２０であり、他の実施形態では、ＳＡＲは、２０～５０である。

アニオン性骨格の電荷のバランスをとるカチオンは、骨格の酸素とゆるく関連しており、残りの細孔容積は潜在的に水分子で満たされ得る。非骨格カチオンは一般的に交換可能であり、水分子は除去可能である。ゼオライトは、ゼオライトの種類、ならびにゼオライト格子に含まれるカチオンの種類および量に応じて、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結晶材料である。

モレキュラーシーブは、構造を特定するための骨格トポロジによって分類することができる。典型的には、ゼオライトの任意の構造型、例えば、ＡＢＷ、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＥＮ、ＡＥＴ、ＡＦＧ、ＡＦＩ、ＡＦＮ、ＡＦＯ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＦＹ、ＡＨＴ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＳＴ、ＡＳＶ、ＡＴＮ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＡＴＴ、ＡＴＶ、ＡＷＯ、ＡＷＷ、ＢＣＴ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＩＫ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＲＥ、ＣＡＮ、ＣＡＳ、ＳＣＯ、ＣＦＩ、ＳＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＡ、ＣＨＩ、ＣＬＯ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＡＣ、ＤＤＲ、ＤＦＯ、ＤＦＴ、ＤＯＨ、ＤＯＮ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＥＳＶ、ＥＴＲ、ＥＵＯ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＦＲＡ、ＧＩＳ、ＧＩＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＧＯＯ、ＨＥＵ、ＩＦＲ、ＩＨＷ、ＩＳＶ、ＩＴＥ、ＩＴＨ、ＩＴＷ、ＩＷＲ、ＩＷＷ、ＪＢＷ、ＫＦＩ、ＬＡＵ、ＬＥＶ、ＬＩＯ、ＬＩＴ、ＬＯＳ、ＬＯＶ、ＬＴＡ、ＬＴＬ、ＬＴＮ、ＭＡＲ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＥＬ、ＭＥＰ、ＭＥＲ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＯＮ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＯ、ＭＴＦ、ＭＴＮ、ＭＴＴ、ＭＴＷ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＮＯＮ、ＮＰＯ、ＮＳＩ、ＯＢＷ、ＯＦＦ、ＯＳＩ、ＯＳＯ、ＯＷＥ、ＰＡＲ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＰＯＮ、ＲＨＯ、ＲＯＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＲＴＥ、ＲＴＨ、ＲＵＴ、ＲＷＲ、ＲＷＹ、ＳＡＯ、ＳＡＳ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＦＥ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＦＨ、ＳＦＮ、ＳＦＯ、ＳＧＴ、ＳＯＤ、ＳＯＳ、ＳＳＹ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＴＥＲ、ＴＨＯ、ＴＯＮ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＵＯＺ、ＵＳＩ、ＵＴＬ、ＶＥＴ、ＶＦＩ、ＶＮＩ、ＶＳＶ、ＷＩＥ、ＷＥＮ、ＹＵＧ、ＺＯＮ、また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。特定の実施形態では、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、およびそれらの組み合わせから選択される。これらの材料の既存の連晶、例えば、ＡＥＩ－ＣＨＡを含むがこれに限定されないものもまた、本明細書に含まれることが意図されている。

ゼオライトは、二次構造単位（ＳＢＵ）および複合構造単位（ＣＢＵ）からなり、多くの異なる骨格構造で生じる。二次構造単位は、１６個までの四面体原子を含有し、キラルではない。複合構造単位は、アキラルである必要はなく、骨格全体の構築に必ずしも使用可能であるわけではない。例えば、ゼオライトの群は、それらの骨格構造内に一重４環（ｓ４ｒ）複合構造単位を有する。４環において、「４」は、四面体のケイ素および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。他の複合構造単位は、例えば、一重６環（ｓ６ｒ）単位、二重４環（ｄ４ｒ）単位、および二重６環（ｄ６ｒ）単位を含む。ｄ４ｒ単位は、２個のｓ４ｒ単位を結合することによってもたらされる。ｄ６ｒ単位は、２個のｓ６ｒ単位を結合することによってもたらされる。ｄ６ｒ単位には、１２個の四面体原子がある。ｄ６ｒ二次構造単位を有するゼオライト構造型は、ＡＥＩ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＣＨＡ、ＥＡＢ、ＥＭＴ、ＥＲＩ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＪＳＲ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＬＴＬ、ＬＴＮ、ＭＯＺ、ＭＳＯ、ＭＷＷ、ＯＦＦ、ＳＡＳ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＦＷ、ＳＳＦ、ＳＺＲ、ＴＳＣ、およびＷＥＮを含む。本開示の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、およびＺＹＴ－６からなる群から選択される。

特定の実施形態では、開示された触媒組成物のゼオライトは、小孔ゼオライトを含む。小細孔モレキュラーシーブは、最大８つの四面体原子によって画定されるチャネルを含有する。「８環」ゼオライトという表現は、８環細孔開口部を指し、場合によっては、「８環」ゼオライトは、二重六環二次構造単位を有し得、かつ４環による二重六環構造単位の接続から生じるケージ型構造を有し得る。例示的な小細孔モレキュラーシーブとしては、骨格型ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、ＺＯＮ、およびそれらの混合物または連晶が挙げられる。例えば、特定の実施形態では、ゼオライトは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ、ＩＴＥ、およびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格型を有する小孔ゼオライトを含む。

特定の実施形態では、開示された触媒組成物のゼオライトは、中細孔ゼオライトを含む。中細孔ゼオライトは、１０員環によって画定されるチャネルを含有する。例示的な中細孔モレキュラーシーブとしては、骨格型ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＷＥＮ、およびそれらの混合物または連晶が挙げられる。例えば、特定の実施形態では、ゼオライトは、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＳＴＴ、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格型を有する中細孔ゼオライトを含む。

特定の実施形態では、開示された触媒組成物のゼオライトは、大孔径ゼオライトを含む。大細孔モレキュラーシーブは、１２員環で画定されるチャネルを含有する。例示的な大細孔モレキュラーシーブとしては、骨格型ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、ＶＥＴ、およびそれらの混合物または連晶が挙げられる。例えば、特定の実施形態では、ゼオライトは、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＭＯＲおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格型を有する大孔径ゼオライトを含む。

本明細書に上記で言及されたように、開示される触媒組成物は、概して、金属促進化されているモレキュラーシーブ（例えば、ゼオライト）を含む。本明細書に使用される際、「促進」は、分子篩に固有であり得る不純物を含むのとは対照的に、意図的に添加される１つ以上の成分を含む分子篩を指す。したがって、促進剤は、意図的に添加された促進剤を有していない触媒と比較して、触媒の活性を増強するために意図的に添加される成分である。窒素酸化物のＳＣＲを促進するために、本開示による１つ以上の実施形態では、適切な金属がモレキュラーシーブ内に交換される。銅は窒素酸化物の転化に関与するため、交換に特に有用な金属であり得る。したがって、特定の実施形態では、銅促進化モレキュラーシーブ（例えば、ゼオライト）、例えばＣｕ－ＣＨＡを含む触媒組成物が用意される。しかしながら、本発明はそれらに限定されることを意図してはおらず、他の金属促進モレキュラーシーブを含む触媒組成物もこれに包含される。

促進剤金属は、一般的に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、第ＩＩＩＢ族、第ＩＶＢ族、第ＶＢ族、第ＶＩＢ族、第ＶＩＩＢ族、第ＶＩＩＩＢ族、第ＩＢ族、第ＩＩＢ族の遷移金属、第ＩＩＩＡ族の元素、第ＩＶＡ族の元素、ランタニド、アクチニド、およびそれらの組み合わせから成る群より選択することが可能である。金属促進化モレキュラーシーブを用意するために使用することができる特定の促進剤金属としては、様々な実施形態では、銅（Ｃｕ）、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）、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。そのような金属の組み合わせ、例えば銅および鉄を使用して、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。特定の実施形態では、開示されたゼオライト成分に関連する促進剤金属は、銅（例えば、ＣｕＯとして）、鉄（例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３として）、またはマンガン（例えば、ＭｎＯ_２として）を含む。

酸化物として計算される、金属促進化モレキュラーシーブの促進剤金属含有量は、１つ以上の実施形態において、焼成モレキュラーシーブ（促進剤を含む）の総重量に基づいておよび揮発性物質を含まないものとして報告された、少なくとも約０．１重量％である。特定の実施形態では、ゼオライト成分の促進剤金属は、Ｃｕを含み、ＣｕＯとして計算されるＣｕ含有量は、いずれの場合も、揮発性物質を含まないものとして報告された焼成モレキュラーシーブの総重量に基づいて、約０．５重量％～約１７重量％、約２重量％～約１５重量％、または約２重量％～約１０重量％、を含む約０．１重量％～約２０重量％の範囲である。いくつかの実施形態では、ゼオライト成分（促進剤金属を含む）は、促進化ゼオライト内のアルミニウムに対する促進剤金属の比率によって定義することができる。例えば、いくつかの実施形態では、促進剤金属対アルミニウムのモル比は、約０．１～約０．５である（例えば、Ｃｕ／Ａｌ比は、約０．１～約０．５である）。

開示された触媒組成物のアルミナ成分は、様々なものとすることができ、特に限定されない。アルミナは、例えば、ベーマイト、ガンマアルミナ、デルタ／シータアルミナ、遷移または安定化アルミナ、ドープされたアルミナ（例えば、シリカドープされたアルミナ）、またはそれらの組み合わせとすることができる。特定の実施形態では、開示された組成物中のアルミナ成分は、「ガンマアルミナ」または「活性化アルミナ」の形態であり、これは、典型的には、６０平方メートル／グラム（「ｍ^２／ｇ」）を超える、多くの場合、最大約２００ｍ^２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を呈示する。「ＢＥＴ表面積」は、Ｎ_２吸着により表面積を求めるＢｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、Ｔｅｌｌｅｒの方法に関連するその通常の意味を有する。１つ以上の実施形態では、ＢＥＴ表面積は、約１００～約１５０ｍ^２／ｇの範囲にある。そのような活性化アルミナは通常、アルミナのガンマ相とデルタ相との混合物であるが、相当量のエータ、カッパ、およびシータアルミナ相も含有してもよい。有用な市販のアルミナとしては、高いかさ密度のガンマアルミナなどの高表面積アルミナ、および低いまたは中程度のかさ密度の大細孔ガンマアルミナが挙げられる。一般に、開示された触媒組成物のアルミナ成分は、バインダーアルミナではない。バインダーアルミナは、典型的には、可溶性アルミナ（例えば、Ａｌ（ＮＯ_３）_３、または典型的には５～５０ｎｍの範囲の粒子サイズを有する分散性コロイドアルミナの形態である。他方、開示された触媒組成物のアルミナ成分において、開示されたアルミナは、概して非分散性であり、凝集体サイズＤ_１０＞０．１ミクロンを有する。

典型的には、開示された触媒組成物のアルミナ成分は、それに関連するいかなる活性金属も実質的に含まない。「実質的に含まない」とは、「ほとんどまたはまったくない」または「意図的に追加されていない」ことを意味し、微量および／または意図しない量しか含まないことも意味する。例えば、特定の実施形態では、「実質的に含まない」とは、示された全組成物の重量に基づいて、２重量％未満（重量％）、１．５重量％未満、１．０重量％未満、０．５重量％未満、０．２５重量％、０．０１重量％未満の、アルミナ成分に関連する金属を意味する。したがって、アルミナ成分は、任意の金属種（例えば、活性金属）の支持体として作用するように意図的に添加されないことが有利であり、いくつかのそのような実施形態では、アルミナ成分は、本明細書では「アルミナを含まない」成分（すなわち、活性金属種を実質的に含まない）として参照される。

いくつかの実施形態では、アルミナは、粒子の形態で存在し、これは、いくつかの実施形態では、２０マイクロメートルほどの大きさとすることができる。アルミナは、例えば、約０．５ミクロン～約２０ミクロンのＤ９０粒子サイズ分布を有することができる。粒子サイズは一次粒子を指す。粒子サイズは、分散系または乾燥粉末を使用して、例えば、ＡＳＴＭ法Ｄ４４６４に従って、レーザー光散乱法で測定し得る。Ｄ９０粒子サイズ分布は、サブミクロンサイズの粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）およびミクロンサイズの粒子用の粒子サイズアナライザーで測定した場合、粒子の９０％（数）が特定のサイズ未満のＦｅｒｅｔ直径を持っていることを示す。

開示された触媒組成物中の促進化ゼオライトおよびアルミナ成分の相対量は、様々なものとすることができる。いくつかの実施形態では、アルミナ成分は、触媒組成物の約１～５０重量パーセント、例えば、触媒組成物の約１～約２０重量パーセント、触媒組成物の約５～約１５重量パーセント、または触媒の約５～約１０重量パーセントの量で存在する。開示された触媒組成物中の例示的なアルミナ含有量は、触媒組成物の総重量に基づいて、少なくとも約１重量パーセント、少なくとも約５重量パーセント、少なくとも約１０重量パーセント、少なくとも約１２重量パーセント、または少なくとも約１５重量パーセントである。

いくつかの実施形態では、触媒組成物中の促進化ゼオライトの量は、本明細書に開示されるアルミナ成分を含まない促進化ゼオライトのみを含む同等の触媒組成物と比較して減少させることができ、同時に同等またはより優れた触媒活性（例えば、同等または増加したＮＯｘ変換および／または同等または低減したＮ_２Ｏの作成）を達成する。したがって、いくつかの実施形態では、開示された組成物中のアルミナの量が増加するにつれて、金属促進化ゼオライト成分の量を減らすことが可能となり得る。例えば、触媒組成物中のアルミナの量を増やすことにより、ゼオライトの量を同じ量だけ直接減らし得る。言い換えれば、いくつかの実施形態では、比較の触媒組成物中の促進化ゼオライトの一部は、本明細書に開示されるようにアルミナ成分によって置き換えられ、得られる触媒組成物は、同等またはより良いＳＣＲ活性を呈示することができる。

基材
１つ以上の実施形態によれば、基材（開示された触媒組成物が触媒物品、例えば、ＳＣＲ触媒物品を得るために適用される）は、自動車触媒を調製するために典型的に使用される任意の材料から構築され得、典型的には金属またはセラミックのハニカム構造で構成される。本明細書で使用される場合、「基材」という用語は、触媒材料が典型的にはウォッシュコートの形態で適用されるモノリス材料を指す。基材は、典型的には、ＳＣＲウォッシュコート組成物（例えば、本明細書で上に開示された金属促進化モレキュラーシーブを含む）が塗布および接着される複数の壁面を提供し、それによって触媒組成物の担持体として作用する。

例示的な金属基材は、チタンおよびステンレス鋼ならびに鉄が実質的なまたは主な成分である他の合金などの耐熱性金属および金属合金を含む。そのような合金は、ニッケル、クロム、および／またはアルミニウムのうちの１つ以上を含有してもよく、これらの金属の総量は、少なくとも１５重量％の合金、例えば、１０～２５重量％のクロム、３～８重量％のアルミニウム、および２０重量％までのニッケルを有利に含んでもよい。合金はまた、マンガン、銅、バナジウム、およびチタンなどの、少量または痕跡量の１つ以上の他の金属を含有してもよい。金属基材の表面は、高温、例えば、１０００℃以上で酸化されて、基材の表面上に酸化物層を形成し、合金の耐食性を改善し、金属表面へのウォッシュコート層の接着を容易にし得る。基材の構築に使用されるセラミック材料には、任意の好適な耐火性材料、例えば、コーディエライト、ムライト、コージライト－αアルミナ、炭化ケイ素、アルミニウムチタネート、窒化ケイ素、ジルコンムライト、スポジュメン、アルミナ－シリカマグネシア、ジルコンシリケート、シリマナイト、マグネシウムシリケート、ジルコン、ペタライト、αアルミナ、およびアルミノシリケートなどが含まれ得る。

通路が流体流に開放されるように、基材の入口から出口面まで延在する複数の微細で平行なガス流路を有するモノリシックフロースルー基材などの、任意の好適な基材を用いることができる。入口から出口への本質的に直線の経路である通路は、通路を通して流れるガスが触媒材料と接触するように、触媒材料がウォッシュコートとしてコーティングされる壁によって画定される。モノリシック基材の流路は、台形、長方形、正方形、正弦波形状、六角形、楕円形、および円形などの任意の好適な断面形状のものであり得る薄壁チャネルである。そのような構造は、約６０～約１２００以上の断面１平方インチ（ｃｐｓｉ）あたりのガス入口開口部（すなわち、「セル」）、より一般的には、約３００～６００ｃｐｓｉを含有し得る。フロースルー基材の壁厚は、様々なものとすることができ、典型的な範囲は、０．００２～０．０１インチである。代表的な市販のフロースルー基材は、４００ｃｐｓｉで４～６ｍｉｌの壁厚、または６００ｃｐｓｉで３～４ｍｉｌの壁厚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、特定の基材の種類、材料、または幾何学的形状に限定されないことが理解されるであろう。

図１Ａおよび１Ｂは、本明細書に記載されるようなウォッシュコート組成物でコーティングされたフロースルー基材の形態の例示的な基材２を示している。図１Ａを参照すると、例示的な基材２は、円筒形状および円筒外表面４、上流端面６、および端面６と同一である対応する下流端面８を有する。基材２は、内部に形成された複数の微細で平行なガス流路１０を有する。図１Ｂに見られるように、流路１０は、壁１２によって形成され、上流端面６から下流端面８まで担体２を通って延在し、通路１０は、流体、例えば、ガス流が担体２を、そのガス流路１０を介して長手方向に流れることを許容するように閉塞されていない。図１Ｂでより容易に見られるように、壁１２は、そのように、ガス流路１０が実質的に規則的な多角形形状を有するように寸法決めされ、構成されている。示されるように、ウォッシュコート組成物は、必要に応じて、複数の別個の層内で適用され得る。例示される実施形態では、ウォッシュコートは、担持体部材の壁１２に接着された別個の底部ウォッシュコート層１４および底部ウォッシュコート層１４の上にコーティングされた第２の別個の最上部ウォッシュコート層１６との両方から構成される。本発明は、１つ以上（例えば、２、３、または４つ）のウォッシュコート層を用いて実施され得、図１Ｂに例示された２層の実施形態に限定されない。

１つ以上の実施形態では、層１４および１６は両方とも、本明細書に開示される触媒組成物を含む。例えば、いくつかの実施形態では、層１４および１６はそれぞれ、本明細書に開示されるゼオライト成分とアルミナ成分の混合物を含む（これらの２つの層のゼオライト成分およびアルミナ成分は、同じであっても異なっていてもよい）。他の実施形態では、層１４は、開示された触媒組成物のアルミナ成分を含み、層１６は、開示された触媒組成物のゼオライト成分を含む。

代替的な実施形態では、基材は、各通路が、基材本体の一端で非多孔性プラグによって閉塞され、交互の通路が反対側の端面で閉塞されている、壁流フィルター基材であってもよい。これは、出口に到達するために、ガス流が壁流基材の多孔性壁を通ることを必要とする。そのようなモノリシック基材は、約１００～４００ｃｐｓｉ、より典型的には、約２００～約３００ｃｐｓｉなどの、最大約７００またはそれよりも多いｃｐｓｉを含有し得る。セルの断面形状は、上記に説明されているように、変動する可能性がある。壁流基材は、典型的には、０．００８～０．０２インチの壁厚を有する。代表的な市販の壁流基材は、多孔性コーディエライトから構築され、その例は、２００ｃｐｓｉおよび１０ミルの壁厚、または３００ｃｐｓｉおよび８ミルの壁厚、ならびに４５～６５％の壁の多孔度を有する。チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、および窒化ケイ素などの他のセラミック材料もまた、壁流フィルター基材として使用される。しかしながら、本発明は、特定の基材の種類、材料、または形状には限定されないことが理解されるであろう。基材が壁流基材である場合、触媒組成物は、壁の表面に配置されることに加えて、多孔性壁の細孔構造内に浸透し得る（すなわち、細孔開口部を部分的または完全に塞ぐ）ことに留意されたい。

図２は、例示的な壁流フィルターの斜視図である。モノリシック壁流フィルター基材セクションの断面図を図２に例示してあり、交互になっている閉塞流路と開放流路（セル）が示されている。ブロックまたは閉塞端１００は、開放流路１０１と交互になっていて、各対向端はそれぞれ開放およびブロックされている。フィルターは、入口端１０２および出口端１０３を有する。多孔質セル壁１０４を横切る矢印は、開放セル端に入り、多孔質セル壁１０４を通って拡散し、開放出口セル端を出る排気ガス流を表している。閉塞端１００は、ガス流を防ぎ、セル壁を通る拡散を促進する。各セル壁は、入口側１０４ａおよび出口側１０４ｂを有するであろう。流路は細胞壁で囲まれている。

壁流フィルター物品基材は、例えば、約５０ｃｍ^３、約１００ｃｍ^３、約２００ｃｍ^３、約３００ｃｍ^３、約４００ｃｍ^３、約５００ｃｍ^３、約６００ｃｍ^３、約７００ｃｍ^３、約８００ｃｍ^３、約９００ｃｍ^３、または約１０００ｃｍ^３から、約１５００ｃｍ^３、約２０００ｃｍ^３、約２５００ｃｍ^３、約３０００ｃｍ^３、約３５００ｃｍ^３、約４０００ｃｍ^３、約４５００ｃｍ^３、または約５０００ｃｍ^３までの体積を有し得る。いくつかの実施形態では、壁流フィルター物品基材は、２．０Ｌ、２．５Ｌ、５．０Ｌ、１０Ｌ、２０Ｌ、または３０Ｌの体積を有し得、これらの例示的な値のうちの任意の２つの間のすべての体積もまた、本発明によって企図されることが理解されたい。壁流フィルター基材は、典型的には、約２００ミクロン～約５００ミクロン、例えば、約２００ミクロン～約３００ミクロンの壁厚を有する。

壁流フィルターの壁は、多孔性であり、概して、機能性コーティングを配置する前に、少なくとも約５０％または少なくとも約６０％の壁の多孔度を有し、平均細孔径は少なくとも約５ミクロンである。例えば、いくつかの実施形態における壁流フィルター物品基材は、５０％以上、６０％以上、６５％以上、または７０％以上の多孔度を有するであろう。例えば、壁流フィルター物品基材は、触媒コーティングを配置する前に、約５０％、約６０％、または約６５％から約７０％までの壁の多孔度と、約１０ミクロン、約２０ミクロン、または約２５ミクロンから約３０ミクロンまでの平均細孔径を有するであろう。「壁の多孔度」および「基材の多孔度」という用語は、同じ意味であり、交換可能である。多孔度は、空隙容量（または細孔容積）を基材の総体積で割った割合である。細孔径は、窒素細孔径分析用のＩＳＯ１５９０１－２（静的体積）手順に従って決定し得る。窒素の細孔径は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＴＲＩＳＴＡＲ３０００シリーズの機器で測定し得る。窒素の細孔径は、ＢＪＨ（Ｂａｒｒｅｔｔ－Ｊｏｙｎｅｒ－Ｈａｌｅｎｄａ）計算と３３個の脱着点を使用して決定し得る。有用な壁流フィルターは、多孔度が高く、操作中に過度の背圧をかけることなく触媒組成物の高負荷を可能にする。

ＳＣＲ組成物の作成方法
本開示によれば、ＳＣＲ触媒組成物は、一般に、金属促進化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、当技術分野で知られている様々な技術、例えば、Ｚｏｎｅｓによる米国特許第４，５４４，５３８号、Ｚｏｎｅｓによる米国特許第６，７０９，６４４号、ならびにＢｕｌｌらによる米国特許第８，８８３，１１９号（それらの全体は参照によりここに組み込まれる）に従って調製し得る。他の種類のモレキュラーシーブを調製する方法は、当技術分野で知られており、開示された組成物内に含めるための所望のゼオライト骨格を提供するために容易に使用することができる。

本発明の様々な実施形態による金属促進化モレキュラーシーブを調製するために、金属（例えば、銅）がモレキュラーシーブにイオン交換される。そのような金属は、概して、アルカリ金属またはＮＨ_４モレキュラーシーブ中にイオン交換される（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中へのＮＨ_４ ^＋イオン交換によって調製することができる）。

金属促進化モレキュラーシーブの調製は、典型的には、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、銅を供給するために銅塩を使用してもよい。銅を提供するために酢酸銅が使用される場合、銅イオン交換で使用される液体銅溶液の銅濃度は、特定の実施形態では、約０．０１～約０．４モルの範囲、より具体的には約０．０５～約０．３の範囲、さらにより具体的には約０．１～約０．２５モルの範囲、さらにより具体的には約０．１２５～約０．２５モルの範囲、さらにより具体的には約０．１５～約０．２２５モルの範囲、さらにより具体的には近似的に約０．２である。特定の実施形態では、銅などの金属は、アルカリ金属またはＮＨ_４ ^＋－チャバザイト中にイオン交換されて、Ｃｕ－チャバザイトを形成する。

窒素酸化物のＳＣＲをさらに促進するために、いくつかの実施形態では、モレキュラーシーブは、２つ以上の金属（例えば、１つ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つ以上の金属が金属イオン促進化モレキュラーシーブ材料中に含められる場合、複数の金属前駆体（例えば、銅および鉄前駆体）は、同時にまたは別個に、複数の交換ステップでイオン交換することができる。特定の実施形態では、第２の金属は、第１の金属で最初に促進された分子篩材料中に交換され得る（例えば、第２の金属は、銅で促進された分子篩材料中に交換され得る）。第２のモレキュラーシーブ材料は、様々なものとすることができ、いくつかの実施形態では、鉄またはアルカリ土類金属もしくはアルカリ金属であり得る。

基材のコーティングプロセス
上で言及したように、触媒組成物は、調製され、基材上にコーティングされる。この方法は、本明細書に概して開示される触媒組成物（または触媒組成物の１つ以上の成分）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ためのスラリーを形成することを含むことができる。上で言及したように、金属促進化ゼオライト成分およびアルミナ成分は、同じスラリー内または別々のスラリー内で調製することができ、すなわち、それぞれ、基材上に１つのウォッシュコートまたは独立したウォッシュコートをもたらす。いくつかの実施形態では、１つのスラリーがアルミナ成分を含んで提供され、第２のスラリーが金属促進化ゼオライト成分を含んで、任意選択で追加のアルミナ成分（これは、第１ののスラリーのアルミナ成分と同じかまたは異なる）を含んで提供される。

触媒組成物（すなわち、金属促進化モレキュラーシーブおよび／またはアルミナ成分）に加えて、スラリーは、任意選択で、様々な追加の成分を含有し得る。典型的な追加の成分としては、例えば、スラリーのｐＨおよび粘度を制御するための１つ以上の結合剤および添加剤が挙げられるが、それらに限定されない。特定の追加の成分としては、結合剤（例えば、典型的には、ウォッシュコートの重量に基づいて約０．１～約１０重量パーセントの量の、シリカ、チタニア、ジルコニア、またはそれらの組み合わせ）、会合性増粘剤、および／または界面活性剤（アニオン性、カチオン性、非イオン性、または両性界面活性剤を含む）および酢酸ジルコニウムを挙げることができる。

スラリーは、いくつかの実施形態では、粉砕されて、粒子の混合および均質な材料の形成を増強することができる。粉砕は、ボールミル、連続ミル、または他の同様の機器で達成することができ、スラリーの固形分は、例えば、約２０～６０重量％、より具体的には、約３０～４０重量％であってもよい。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、または約１０～約２０ミクロン）のＤ９０粒子サイズによって特徴付けられる。

次いで、当該技術分野で既知のウォッシュコート技術を使用して、スラリーを触媒基材上にコーティングする。本明細書で使用される場合、「ウォッシュコート」は、「基材」、例えば、処理されるガス流の通過を可能にするのに十分に多孔性である、ハニカムフロースルーモノリス基材またはフィルター基材に適用される材料（例えば、触媒材料）の薄くて付着性のあるコーティング技術における通常の意味を有する。本明細書で使用される場合およびＨｅｃｋ，ＲｏｎａｌｄおよびＦａｒｒａｕｔｏ，Ｒｏｂｅｒｔ，Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ａｉｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｗｉｌｅｙ－Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，２００２，ｐｐ．１８－１９に記載されているように、ウォッシュコート層は、モノリシック基材または下にあるウォッシュコート層の表面上に配置された材料の組成的に異なる層を含む。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、固有の化学的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、液体ビヒクル中に触媒材料（ここでは、金属促進化ゼオライト成分、アルミナ成分、またはその両方）の特定の固形分（例えば、３０～６０重量％）を含有するスラリーを調製することによって形成され、次に、１つ以上の基材上にコーティングされ、乾燥されてウォッシュコート層が提供される。壁流基材を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漬することができる。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される。基材はスラリーから取り除かれ、過剰なスラリーは、最初にチャネルから排出させるようにし、次に圧縮空気を吹き付け（スラリーの浸透方向に対して）、次にスラリーの浸透方向から真空を引くことによって、壁流基材から取り除かれる。この技術を使用することにより、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発生するほど細孔が塞がれることはない。本明細書で使用される場合、「浸透する」という用語は、基材上の触媒スラリーの分散を説明するために使用されるとき、触媒組成物が基材の壁全体に分散していることを意味する。

その後、コーティングされた基材を高温（例えば、１００～１５０℃）で一定期間（例えば、１０分～３時間）乾燥し、次いで、例えば、４００～６００℃で典型的には約１０分～約３時間加熱することによって、焼成する。乾燥および焼成の後に、最終的なウォッシュコートコーティング層は、本質的に溶媒を含まないと考えることが可能である。

焼成の後に、触媒負荷は、基材のコーティングされた重量およびコーティングされていない重量の差を計算することによって決定することができる。当業者に明らかであるように、触媒充填量は、スラリーのレオロジーを変えることにより修正することが可能である。さらに、コーティング／乾燥／焼成プロセスを、必要に応じて繰り返して、コーティングを所望の負荷レベルまたは厚さに構築することができる。

エージングは、様々な条件下で行うことができ、本明細書で使用される場合、「エージング」は、ある範囲の条件（例えば、温度、時間、および雰囲気）を包含すると理解される。例示的なエージングプロトコルは、焼成されたコーティングされた基材を１０％蒸気中で約５時間７５０℃の温度に、または１０％蒸気中で約１６時間８００℃の温度にさらすことを含む。しかしながら、これらのプロトコルは、限定を意図するものではなく、温度はより低くてもより高くてもよく（例えば、限定されないが、４００℃以上、例えば４００℃～１０００℃、６００℃～９５０℃、または６５０℃～約８００℃の温度を含む）、時間はより短くてもより長くてもよく（例えば、限定されないが、約１時間～約１００時間、または約２時間～約５０時間の時間を含む）、雰囲気は（例えば、その中に存在する異なる量の蒸気および／または他の成分を有するように）調整することができる。

触媒物品
得られる触媒物品（基材上の１つ以上の触媒組成物ウォッシュコート層を含む）は、様々な構成を有することができる。いくつかの実施形態では、本明細書で言及したように、開示される触媒組成物のすべての成分（金属促進化ゼオライト成分およびアルミナ成分を含む）は、単一の触媒組成物ウォッシュコート層（すなわち、混合物）内に含有され、これは基材上の１つ以上の層として提供される。いくつかの実施形態では、基材上にコーティングされた触媒組成物が別個のウォッシュコート層を含み、少なくとも１つのウォッシュコート層が金属促進化ゼオライト成分を含み、少なくとも１つの（別個の）ウォッシュコート層がアルミナ成分を含む、触媒物品が提供される。例えば、特定の一実施形態では、アルミナ成分を含む第１の触媒組成物ウォッシュコート層は、基材と直接接触しており、金属促進化ゼオライト成分を含む第２の触媒組成物ウォッシュコート層は、少なくとも第１の触媒組成物ウォッシュコート層の一部の上に直接存在する。この特定の実施形態では、１つの例示的な触媒物品は、０．２～２．０ｇ／ｉｎ^３の負荷でその表面に直接配置されたアルミナ含有ウォッシュコート層と、アルミナ含有ウォッシュコート層上に配置された金属促進化ゼオライト含有ウォッシュコート層と、を有する基材を含む。

ウォッシュコート（複数可）は、異なるコーティング層が基材と直接接触し得るように適用することができる。あるいは、触媒組成物ウォッシュコート層（単数または複数）の少なくとも一部が基材と直接接触しない（むしろアンダーコートと接触するように）、１つ以上の「アンダーコート」が存在し得る。コーティング層（単数または複数）の少なくとも一部がガス流または大気に直接曝露されないように（むしろオーバーコートと接触するように）、１つ以上の「オーバーコート」も存在し得る。

異なる触媒組成物ウォッシュコート層は、「中間の」オーバーラップするゾーンなしに互いに直接接触していてもよい。あるいは、異なる触媒組成物ウォッシュコート層は、２つのゾーンの間に「ギャップ」があり、直接接触していなくてもよい。「アンダーコート」または「オーバーコート」の場合、異なる層間のギャップは「中間層」と呼ばれる。アンダーコートは、触媒組成物ウォッシュコート層の「下」の層であり、オーバーコートは、触媒組成物ウォッシュコート層の「上」の層であり、中間層は、２つの触媒組成物ウォッシュコート層の「間」の層である。中間層（複数可）、アンダーコート、（複数可）およびオーバーコート（複数可）は、１つ以上の機能性組成物を含有し得るか、または機能性組成物を含まなくてもよい。

触媒コーティングは、２つ以上の薄い付着層、互いに付着している層、および基材に付着しているコーティングを含み得る。コーティング全体は、個々の「コーティング層」を含む。触媒コーティングは、有利には、ゾーン化された触媒層を含む「ゾーン化」され得る。これは、「横方向にゾーン化された」とも言える。例えば、層は、入口端から出口端に向かって延在することができ、基材の長さの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、または約９０％まで延在することができる。別の層は、出口端から入口端に向かって延在することができ、基材の長さの約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、または約９０％まで延在することができる。異なるコーティング層が互いに隣接していて、互いにオーバーレイしていない場合がある。あるいは、異なる層が互いの一部にオーバーレイして、第３の「中間」ゾーンを提供する場合がある。中間ゾーンは、例えば、基材の長さの約５％～約８０％、例えば、約５％、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０、または約７０％まで延在し得る。

異なる層は各々、基材の全長に延在するか、またはそれぞれが基材の長さの一部に延在し、部分的または全体的に、互いにオーバーレイまたはアンダーレイし得る。異なる層の各々は、入口端または出口端のいずれかから延在し得る。

異なる触媒組成物が、各々別個のコーティング層に存在し得る。例えば、１つのコーティング層は、本明細書に開示されるようなＳＣＲ触媒組成物を含むことができ（コーティング層は、金属促進化ゼオライトおよびアルミナ成分の両方を含む）、第２の層は、異なる触媒機能を提供するための別の種類の触媒組成物を含むことができる。別の例として、本明細書に開示される触媒組成物を提供するために２つのコーティングを提供することができ（金属促進化ゼオライトを含む１つの層およびアルミナを含む第２の層を含む）、別の種類の触媒組成物を含む第３のコーティングを含めて異なる触媒機能を提供することができる。したがって、異なる層に関連する議論は、これらの層のいずれかに対応し得る。触媒コーティングは、１つ、２つ、または３つ以上のコーティング層を含み得る。１つ以上のコーティング層は一緒に触媒組成物を含む。

本開示のゾーンは、コーティング層の関係によって画定される。異なるコーティング層に関しては、いくつかの可能なゾーニング構成が存在する。例えば、上流ゾーンおよび下流ゾーンが存在することができ、上流ゾーン、中間ゾーン、および下流ゾーンが存在することができ、４つの異なるゾーンなどが存在することができる。２つの層が隣接していてオーバーラップしていないとき、上流ゾーンおよび下流ゾーンが存在する。２つの層がある程度オーバーラップしているとき、上流、下流、および中間のゾーンが存在する。例えば、コーティング層が基材の全長にわたって延在し、異なるコーティング層が出口端から特定の長さで延在し、第１のコーティング層の一部をオーバーレイする場合、上流および下流のゾーンが存在する。本触媒コーティングは、２つ以上の同一の層を含み得る。

基材上に本明細書に開示されるような触媒組成物を含む、得られる触媒物品は、有利には、いくつかの実施形態では、良好なＳＣＲ活性を呈示することができる。理論によって制限されることを意図するものではないが、開示された触媒物品に関連する増強されたＳＣＲ活性は、いくつかの実施形態では、ゼオライト成分の改善された水熱安定性に起因し得ると考えられる。これに関して、金属促進化ゼオライトを含む触媒物品は、一般に、エージング後の低いＮＯｘ変換によって示されるように、エージング時（例えば、８００で１６時間）に重度の失活を受ける。驚くべきことに、本明細書に開示されるような触媒組成物（金属促進化ゼオライト成分およびアルミナ成分の両方を含む）を含む触媒物品は、そのようなエージング条件下で高い活性（すなわち、ＮＯｘ変換）を維持することが見出された。実際、この高い活性は、高温と低温の両方で、すなわち、２００℃～６００℃の試験ウィンドウ全体にわたる使用において実証されている。

開示された触媒物品のＮＯｘ変換活性は、触媒組成物の金属促進化ゼオライトのシリカからアルミナへの（ＳＡＲ）値に関連すると考えられている。例えば、ＮＯｘ変換は、アルミナが添加されていないそのようなエージングした物品と比較して、ＳＡＲ値が比較的低い（例えば、２０以下）金属促進化ゼオライトを含むエージングした触媒物品について、全温度範囲（２００℃～６００℃）でかなり改善される。アルミナを含めることは、より高いＳＡＲ値を有する金属促進化ゼオライトに対してあまり目立たない効果を有するようであり、いくつかの実施形態では、より高い温度（例えば、４５０℃以上）でのみＮＯｘ変換の改善を提供する。

特定の実施形態では、開示された触媒物品は、低温および／または高温でのＮ_２Ｏ形成の低減をさらに有利に呈示する。アルミナを含む触媒組成物と、比較的低いＳＡＲ（例えば、１５以下）を有する金属促進化ゼオライトとを含む触媒物品は、高温（すなわち、約６００℃）でのアルミナなしのものよりも低いＮ_２Ｏ形成を呈示することが見出された。アルミナとＳＡＲ値がより高い金属促進化ゼオライトとを含む触媒物品が、高温および低温の両方で使用において、すなわち、２００℃～６００℃の全試験ウィンドウにわたって、低減したＮ_２Ｏ作成を呈示することが見出された。

理論によって制限されることを意図するものではないが、いくつかの実施形態では、そのような改善（すなわち、増加したＮＯｘ変換および／または低減したＮ_２Ｏ形成）は、特に焼成およびエージング後の、ウォッシュコート（複数可）のより高いゼオライト表面積（ＺＳＡ）に関連し得ると考えられる。したがって、特定の実施形態では、触媒の活性は、触媒組成物を含むウォッシュコート（複数可）のＺＳＡによって影響を受ける可能性があると考えられている。ＺＳＡは、典型的には、ｍ^２／ｇ、ｍ^２／ｉｎ^３、またはｍ^２の単位で提供され、微細孔の表面積（直径２ｎｍ以下の細孔）の測定値を提供する。ＺＳＡを試験する方法は、２０１７年６月９日にＰｅｔｒｏｖｉｃらによる米国仮特許出願第６２／５１７，２４３号に詳細に説明されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。簡単に言えば、そのような方法は、窒素分圧点を分析してＢＥＴ表面積を取得し、ＢＥＴ表面積からＺＳＡを計算することにより、分析前に基材からコーティングを除去せず、かつ基材を粉砕せずにＺＳＡを試験することを含む。

ＺＳＡのこのような効果は、特に重度のエージング（例えば、８００℃で１６時間のエージング）後に観察される。本明細書に開示される触媒組成物を含む重度にエージングした触媒物品について、より高いＮＯｘ変換（低温および／または高温で）がより高いＺＳＡと相関し得ることが実証されている。

開示された金属促進化ゼオライト含有触媒組成物／物品へのアルミナの含有に関連する前述の効果は、成分が混合される触媒組成物／物品と、成分が別個のウォッシュコート層（例えば、基材上の第１のウォッシュコート層にアルミナ成分があり、第１のウォッシュコート層の第２のウォッシュコート層に金属促進化ゼオライトがある）にある触媒組成物／物品と、の両方に関係する。

排出物処理システム
本開示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、アンモニアまたは尿素の存在下で実施される。特に、本明細書に記載の方法に従って調製された触媒組成物を含むＳＣＲシステムは、車両の排気ガス処理システムに統合することができる。例示的なＳＣＲシステムは、以下の成分を含むことができる。本明細書に記載の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；およびそれぞれの制御ユニット。

いくつかの態様において、本開示はまた、排気ガスなどの流れから窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）を選択的に還元するための方法に関連することができる。特に、その流れは、本開示に従って調製された触媒組成物と接触させることができる。本明細書で使用される場合、窒素酸化物、またはＮＯ_ｘという用語は、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ、Ｎ_２Ｏ_３、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５、およびＮＯ_３を含むがこれらに限定されない窒素のあらゆる酸化物を包含する。

いくつかの実施形態では、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７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または少なくとも９９％のＮＯ_ｘ変換を約１５０℃～約６５０℃、約２００℃～約６００℃、約３００℃～約６００℃、約３００℃～約５５０℃、約３００～約５００℃、または約３５０℃～約４５０℃の温度範囲にわたって、提供するのに有効であり得る。特定の実施形態では、触媒組成物は、２００℃で少なくとも約７０％のＮＯ_ｘ変換（例えば、触媒組成物が約１２０ｍ^２／ｇを超えるＺＳＡまたは焼成された新鮮なおよび／またはエージングした形態で約１．３ｉｎ^３コアの場合、約１３００ｍ^２よりも大きい総ＺＳＡを有する）を提供するように提供することができる。

本発明はまた、本明細書に記載のＳＣＲ組成物を組み込む排出物処理システムを提供する。本発明のＳＣＲ組成物は、典型的には、ディーゼル排気ガス排出物を処理するための１つ以上の追加の成分を含む統合排出物処理システムで使用される。したがって、「排気流」、「エンジン排気流」、「排気ガス流」などの用語は、エンジン流出物、ならびに本明細書に記載の１つ以上の他の触媒システム成分の上流または下流の流出物を指す。そのような追加の触媒成分には、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒煤フィルター（ＣＳＦ）、リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、およびＮＨ_３制御触媒が含まれるが、これらに限定されない。

実験
本発明の態様は、以下の実施例によってさらに完全に例示され、これらは、本発明の特定の態様を記載するために例示されるのであって、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

実施例１、２、３、４、および５：
表１で特定されるような酸化ジルコニウムおよびＣｕ－ＣＨＡゼオライトを含有する触媒コーティングを、４００ｃｐｓｉのセル密度および６ミルの壁厚を有する多孔性セラミックモノリスにウォッシュコートプロセスで配置した。コーティングしたモノリスを１１０℃で乾燥させ、約４５０℃で１時間焼成した。コーティングプロセスは、２．１ｇ／ｉｎ^３（２．０ｇ／ｉｎ^３がＣｕ－ＣＨＡであり、０．１ｇ／ｉｎ^３がジルコニウム酸化物である）で触媒負荷を提供した。

実施例１Ａ、２Ａ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、および５Ａ：
表１および２で特定されるような酸化ジルコニウム、アルミナ、およびＣｕ－ＣＨＡゼオライトを含有する触媒コーティングを、４００ｃｐｓｉのセル密度および６ミルの壁厚を有する多孔性セラミックモノリスにウォッシュコートプロセスで配置した。コーティングしたモノリスを１１０℃で乾燥させ、約４５０℃で１時間焼成した。

実施例６：ＮＯｘ変換とＮ_２Ｏ形成の試験
ＮＯ_Ｘ変換およびＮ_２Ｏ形成を、２００℃～６００℃への０．５℃／分の温度勾配で、５００ｐｐｍのＮＯ、５００ｐｐｍのＮＨ_３、１０％のＯ_２、１０％のＨ_２Ｏ、残りのＮ_２のガス混合物中で、疑似定常状態条件下で８０，０００時間^－１のガス１時間当たりの体積ベースの空間速度で測定した。ＮＯｘ変換は、モル％として報告され、ＮＯおよびＮＯ_２として測定される。試験前にサンプルを熱水熟成させた。

実施例１～５および実施例１Ａ～５ＡのＮＯ_ｘ変換およびＮ_２Ｏ形成は、図３～７に示され、そこでは、アルミナの非存在下および存在下でのＣｕ－ＣＨＡ ＳＣＲのＮＯ_ｘ変換およびＮ_２Ｏ形成が比較されている。１０、１４、１９などの低ＳＡＲ Ｃｕ－ＣＨＡの熱水安定性は比較的低く、８００℃で１６時間の熱水エージングは、アルミナの非存在下でこれらのＳＣＲ物品を大幅に失活させた。アルミナの添加により、ＮＯ_ｘ変換は、同じエージング条件に２００～６００℃の全試験温度範囲においてかなり改善される。高温でのＮ_２Ｏ形成は、１０と１４のＳＡＲを有するゼオライトの場合にアルミナ添加により低減される。最も重要なＮ_２Ｏの低減は、ＳＡＲ１９サンプルから観察され、そこでは、Ｎ_２Ｏ形成は、２００～６００℃の全試験温度ウィンドウにおいて低減する。２５および３０のより高いＳＡＲの場合、アルミナ添加によるＮＯ_ｘ変換の改善は、８００℃で１６時間の熱水エージングにより、４５０℃を超える高温領域でのみ現れた。Ｎ_２Ｏ形成の低減は、全温度領域で観察される。

ＳＡＲが１９のＣｕ－ＣＨＡおよび５．１％のＣｕＯ含有量の場合、ウォッシュコート中のアルミナ含有量を０．１ｇ（実施例３Ａ）から０．２ｇ（実施例３Ｂ）に増加させると、高温ＮＯｘ変換がさらに改善された（図８）。

図９は、異なる種類のアルミナを使用した実施例４Ａ、４Ｂおよび４ＣのＮＯｘ変換およびＮ_２Ｏ形成を示している。すべてのアルミナ含有サンプルは、アルミナを添加しない実施例４と比較して、改善された高温ＮＯ_ｘ変換および低減したＮ_２Ｏ形成を示した。

例７：ゼオライト表面積（ＺＳＡ）の測定
ＳＣＲ触媒物品のゼオライト表面積（ＺＳＡ）は、ＢＥＴ Ｎ_２吸着によって測定される。測定されたＺＳＡは、触媒物品のグラム当たりｍ^２の単位であり、これは、基材重量、ウォッシュコート重量、およびウォッシュコート中のＣｕ－ＣＨＡ含有量を考慮した後のＣｕ－ＣＨＡのグラム当たりｍ^２に変換される。

空気／Ｎ_２中の１０％Ｈ_２Ｏ中で８００℃１６時間または６５０℃５０時間でエージングした実施例３および３ＡのＺＳＡを図１０に示す。アルミナを添加しても、６５０℃で５０時間の穏やかなエージング後、ＺＳＡは変化しない。しかしながら、８００℃で１６時間の厳しいエージング後、アルミナ添加を伴う実施例３ＡのＺＳＡは３５３ｍ^２／ｇであり、アルミナ添加を伴わない実施例３のＺＳＡはわずか２２０ｍ^２／ｇであり、アルミナ添加がＣｕ－ＣＨＡが厳しい熱水エージングの際により多くのゼオライト表面積を維持させることを示す。図１１に示すように、表面積が大きいほど、ＮＯ_ｘ変換が高くなり、２００℃および６００℃でのＺＳＡおよびＮＯ_ｘ変換の線形相関が観察される。

実施例８：
アンダーコートウォッシュコート層とトップウォッシュコート層を含むこの２層配合物（トップウォッシュコート層はアンダーコートウォッシュコート層の上にコーティングされている）を、４００セル／平方インチ（ｃｐｓｉ）のセル密度と６ミルの壁厚を有するフロースルーセラミックモノリス基材担持体上にコーティングした。

アンダーコートウォッシュコート層：約９７重量％のガンマアルミナと３重量％の分散性ベーマイトアルミナバインダーを含むスラリー混合物をモノリス基材担持体上にコーティングする。コーティングされたモノリスは、１１０℃で乾燥され、約５５０℃で１時間焼成される。アンダーコート層の総ウォッシュコート負荷は、１．９ｇ／ｉｎ^３である。

トップコート層：トップ層はアンダーコート層上に配置された。表１の実施例３に特定されたＣｕ－ＣＨＡゼオライトおよび酸化ジルコニウムを含有するスラリー混合物が、アンダーコート層全体にわたってコーティングされる。コーティングされたモノリスは、１１０℃で乾燥され、約５５０℃で１時間焼成される。トップコート層の総ウォッシュコート負荷は、２．１ｇ／ｉｎ^３である。

図１２に示すように、アルミナボトム層およびＣｕ－ＣＨＡトップ層を有する実施例８もまた、ＮＯ_ｘ変換を改善し、Ｎ_２Ｏ形成を低減させた。１６時間８００℃で重篤なエージングの際、改善されたＮＯ_ｘ変換および低減されたとＮ_２Ｏ形成が全温度ウィンドウにおいて観察される。

実施例９：
表３は、特定の基準組成物の性能結果と比較した、本発明のいくつかの例示的な組成物（例えば、実施例１Ａ、２Ａ、３Ａ）のＮＯｘ変換性能を示す。表３に示すように、本発明の組成物を使用することにより、広い温度範囲にわたって高度のＮＯｘ変換を得ることが可能である。例えば、本発明の特定の実施形態では、約１００℃または約２００℃の温度範囲にわたって少なくとも９０％のＮＯｘ変換を達成することが可能である。本発明の組成物を使用して、少なくとも１００℃の温度範囲にわたって少なくとも９５％のＮＯｘ変換を達成することも可能である。したがって、本発明の組成物の１つの利点は、それらが広い温度範囲にわたって高度のＮＯｘ変換を提供し、それらを多種多様な動作条件にわたって有用にすることである。

本明細書に開示の発明は、特定の実施形態およびその用途の手段によって説明されているが、特許請求の範囲に記載の開示の範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの修正および変更を行うことができる。さらに、本開示の様々な態様は、それらが本明細書で具体的に説明されたもの以外の用途で使用することができる。

Claims (43)

1. 触媒物品であって、
   基材と、
   前記基材上にコーティングされた触媒組成物と、を含み、前記触媒組成物が、
   ゼオライトであって、５～２０のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を有し、かつ０．１～０．５のＣｕ／Ａｌ比および１～１５重量％のＣｕＯ負荷を有するように前記ゼオライトのカチオン部位に交換された十分なＣｕを有する、ゼオライトと、
   １～２０重量％の範囲の濃度で前記触媒組成物中に存在する銅トラップ成分であって、約０．５～２０ミクロンの粒子サイズを有する複数の粒子を含む、銅トラップ成分と、を含む、触媒物品。
2. 前記銅トラップ成分が、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ニオブ、モリブデン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の触媒物品。
3. 触媒物品であって、
   基材と、
   前記基材上にコーティングされた触媒組成物と、を含み、前記触媒組成物が、
   ゼオライトであって、５～２０のシリカ対アルミナ比（ＳＡＲ）を有し、かつ０．１～０．５のＣｕ／Ａｌ比および１～１５重量％のＣｕＯ負荷を有するように前記ゼオライトのカチオン部位に交換された十分なＣｕを有する、ゼオライトと、
   ０．５ミクロン～２０ミクロンの範囲のＤ_９０粒子サイズ分布を有する複数のアルミナ粒子として存在するアルミナと、を含み、
   前記アルミナが、１０％Ｈ_２Ｏ下で１６時間８００℃でエージングした後、少なくとも２００℃の温度範囲で、８０，０００時間^－１の空間速度で少なくとも９０％の前記触媒物品によるＮＯ_ｘ変換を得るために有効な量で存在する、触媒物品。
4. 前記触媒物品が、前記エージング後に３５％未満減少するゼオライト表面積（ＺＳＡ）を有する、請求項３に記載の触媒物品。
5. １０％Ｈ_２Ｏ下で８００℃で１６時間前記触媒物品をエージングした後、前記触媒物品が、同じ条件下でエージングされ、かつ前記アルミナ粒子を含まないことを除いて他の点では同一の組成を有する触媒物品のＮＯ_ｘ変換率よりも約５％～約３０％高い、約１５０℃～約６５０℃の温度範囲でのＮＯ_ｘ変換率を有する、請求項３または４に記載の触媒物品。
6. 前記約５％～約３０％高いＮＯ_ｘ変換率が、約３５０℃～約６５０℃の温度範囲で発生する、請求項５に記載の触媒物品。
7. 前記ゼオライトが、約０．０１～約５ミクロンの粒子サイズを有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の触媒物品。
8. 前記ゼオライトが、約２００～約８００ｍ^２／ｇの表面積を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の触媒物品。
9. 前記ゼオライトが、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、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶から選択される「８環」骨格構造を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の触媒物品。
10. 前記ゼオライトが、ＡＥＩ、ＡＦＴ、ＣＨＡ、ＬＴＡ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶から選択される骨格構造を有する、請求項９に記載の触媒物品。
11. 前記ゼオライトが、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＷＥＮ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶からなる群から選択される「１０環」骨格構造を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の触媒物品。
12. 前記ゼオライトが、ＦＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＳＴＴ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶から選択される骨格構造を有する、請求項１１に記載の触媒物品
13. 前記ゼオライトが、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、ＶＥＴ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶からなる群から選択される「１２環」骨格構造を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の触媒物品。
14. 前記ゼオライトが、ＡＦＩ、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＭＡＺ、ＭＯＲ、ＯＦＦ、ならびにそれらの組み合わせおよび連晶から選択される骨格構造を有する、請求項１３に記載の触媒物品。
15. 前記ゼオライトが、ＣＨＡとＧＭＥまたはＡＥＩとＧＭＥの連晶を含む骨格構造を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の触媒物品。
16. 前記ゼオライトが、金属促進化されたものである、請求項１～１５のいずれか一項に記載の触媒物品。
17. 前記ゼオライトが、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される遷移金属を含む、請求項１６に記載の触媒物品。
18. 前記ゼオライトが、Ｃｕ－ＣＨＡである、請求項１～８のいずれか一項に記載の触媒物品。
19. 前記アルミナが、ベーマイト、ガンマアルミナ、シリカアルミナ、安定化アルミナ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２～１８のいずれか一項に記載の触媒物品。
20. 前記アルミナが、約０．５～約２０ミクロンのＤ_９０凝集体粒子サイズを有する、請求項２～１９のいずれか一項に記載の触媒物品。
21. 前記アルミナが、ゼオライトの総量に基づいて約２重量％～約２０重量％の量で存在する、請求項２～２０のいずれか一項に記載の触媒物品。
22. 前記ゼオライトが、約１．０ｇ／ｉｎ^３～約５．０ｇ／ｉｎ^３の量で存在する、請求項１～２１のいずれか一項に記載の触媒物品。
23. 前記触媒組成物が、ゼオライトの総量に基づいて約２重量％～約２０重量％の量の酸化ジルコニウムをさらに含む、請求項１～２２のいずれか一項に記載の触媒物品。
24. 前記触媒組成物が、前記ゼオライトを含む第１のウォッシュコートと、前記アルミナを含む第２のウォッシュコートと、を含む、請求項１～２３のいずれか一項に記載の触媒物品。
25. 前記第２のウォッシュコートが、前記基材上に直接配置され、前記第１のウォッシュコートが、前記第２のウォッシュコート上に配置されている、請求項２４に記載の触媒物品。
26. 前記第２のウォッシュコートの第１の部分が、前記基材の壁内に配置され、前記第２のウォッシュコートの第２の部分が、前記基材の壁上に配置されている、請求項２５に記載の触媒物品。
27. 前記第２のウォッシュコートが、前記基材の壁内に配置されている、請求項２５に記載の触媒物品。
28. 前記第１のウォッシュコートが、前記基材の壁上に配置されている、請求項２６または２７に記載の触媒物品。
29. 前記第２のウォッシュコートが、前記基材の壁上に配置されている、請求項２５に記載の触媒物品。
30. 前記第１のウォッシュコートが、前記基材上に配置され、前記第２のウォッシュコートが、前記第１のウォッシュコート上に配置されている、請求項２４に記載の触媒物品。
31. 前記第１のウォッシュコートの第１の部分が、前記基材の壁内に配置され、前記第１のウォッシュコートの第２の部分が、前記基材の壁上に配置されている、請求項３０に記載の触媒物品。
32. 前記第１のウォッシュコートが、前記基材の壁内に配置されている、請求項３０に記載の触媒物品。
33. 前記第２のウォッシュコートが、前記基材の壁上に配置されている、請求項３１または３２に記載の触媒物品。
34. 前記第１のウォッシュコートが、前記基材の壁上に配置されている、請求項３０に記載の触媒物品。
35. 前記第１のウォッシュコート層および第２のウォッシュコート層が、互いに対して横方向にゾーン構成されている、請求項２４に記載の触媒物品。
36. 前記第１のウォッシュコート層が、前記基材の一端部から基材長さの最大約９０％まで延在し、前記第２のウォッシュコート層が、前記基材の反対側の端部から前記基材長さの最大約９０％までの長さまで延在する、請求項３５に記載の触媒物品。
37. 前記ゼオライトおよび前記アルミナが、第１のウォッシュコート内に含有される、請求項２～２３のいずれか一項に記載の触媒物品。
38. １つ以上の追加のウォッシュコートをさらに含み、前記１つ以上の追加のウォッシュコートが、異なる触媒組成物を含む、請求項３７に記載の触媒物品。
39. 前記基材が、フロースルーハニカム基材である、請求項１～３８のいずれかに記載の触媒物品。
40. 前記基材が、壁流フィルター基材である、請求項１～３８のいずれかに記載の触媒物品。
41. 尿素インジェクターの下流で、かつ内燃機関と流体連通して、請求項１～４０のいずれかに記載の触媒物品を備える排気ガス処理システム。
42. ディーゼル酸化触媒、煤フィルター、アンモニア酸化触媒、リーンＮＯｘトラップ、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される成分をさらに含む、請求項４１に記載の排気ガス処理システム。
43. 前記内燃機関が、ディーゼルエンジンである、請求項４１または４２に記載の排気ガス処理システム。

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