JP2023519052A - Ｈ２ｓ希釈が改善されたガソリンエンジン排気ガス処理のための多領域ｔｗｃ触媒 - Google Patents
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Abstract
ガソリンエンジンからの排気ガスを処理するための触媒物品であって、入口端部、出口端部を含み、軸方向長さＬを有する、基材と；入口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１のＰＧＭ成分と、第１の無機酸化物とを含む、第１の触媒領域と；出口端部から始まる第２の触媒領域であって、第２のＰＧＭ成分と、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料と、第２の無機酸化物とを含む、第２の触媒領域と；を含み、第１の触媒領域が、セリアを実質的に含まず、第１のＰＧＭ成分が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである、ガソリンエンジンの排気ガス処理用触媒を対象とする。【選択図】図１ａ
Description
本発明は、ガソリンエンジンからの排気ガス排出物を処理するのに有用な触媒物品に関する。
ガソリンエンジンでは、炭化水素（hydrocarbon、ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（「ＮＯｘ」）を含む様々な汚染物質を含有する排気ガスが生成される。排気ガス触媒的転化触媒を含む排出量制御システムは、大気に排出されるこれらの汚染物質の量を低減するために広く利用されている。ガソリンエンジンの排気処理に通常使用される触媒は、ＴＷＣ（three way catalyst）（三元触媒）である。ＴＷＣにより、次の３つの主な役割、すなわち、（１）ＣＯの酸化、（２）未燃ＨＣの酸化、及び（３）ＮＯｘの還元を行う。
Ｈ２Ｓ希釈は、標準ＴＷＣに導入できる追加の特徴である。典型的には、Ｍｎ及びＮｉなどの添加物は、Ｈ２Ｓ排出物を希釈するために歴史的に使用されてきたが、Ｍｎは、三元触媒の主要な性能に有害であることが示され、Ｎｉは、その関連する毒性のために多くの地理的領域において実現可能な選択肢ではない。本発明は、Ｈ２Ｓ排出物を低減しながら、有害な効果を有する添加剤を使用する必要性を否定する。
本開示の一態様は、ガソリンエンジンの排気ガス処理用触媒であって、入口端部、出口端部を含み、軸方向長さＬを有する、基材と；入口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分と、第１の無機酸化物とを含む、第１の触媒領域と；出口端部から始まる第２の触媒領域であって、第２のＰＧＭ成分と、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料と、第２の無機酸化物とを含む、第２の触媒領域と；を含み、第１の触媒領域が、セリアを実質的に含まず、第１のＰＧＭ成分が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである、ガソリンエンジンの排気ガス処理用触媒を対象とする。
本開示の別の態様は、本明細書に記載の触媒物品を使用する、ＮＯｘ、ＣＯ、及びＨＣを含有する、ガソリンエンジンから排出された車両排気ガスの処理方法を対象とする。
本開示の別の態様は、本明細書に記載の触媒物品を使用する、ガソリンエンジンから排出された車両排気ガスからのＨ２Ｓを処理する方法を対象とする。
本開示の別の態様は、システムを通じて排気ガスを移送するための導管とともに本明細書に記載される触媒物品を含む、車両排気ガス処理用システムを対象とする。
本発明は、ガソリンエンジン及び他の機関によって生成された排気ガスの触媒的処理、並びに関連する触媒及びシステムを対象とする。より具体的には、本発明者らは、第１の触媒領域をＴＷＣ配合物に組み込むことによって、本発明による触媒物品が、Ｈ２Ｓ希釈の改善を示したことを発見した。
本開示の一態様は、ガソリンエンジンの排気ガス処理用触媒であって、入口端部、出口端部を含み、軸方向長さＬを有する、基材と；入口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分と、第１の無機酸化物とを含む、第１の触媒領域と；出口端部から始まる第２の触媒領域であって、第２のＰＧＭ成分と、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料と、第２の無機酸化物とを含む、第２の触媒領域と；を含み、第１の触媒領域が、セリアを実質的に含まず、第１のＰＧＭ成分が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである、ガソリンエンジンの排気ガス処理用触媒を対象とする。
本発明者らは驚くべきことに、これらの触媒をこのようにコーティングすることで、触媒を別々に又は従来のコーティング方法で使用しても達成されない、より良好な触媒性能を示すことを見出した。
第１の触媒領域
第１の触媒領域は、軸方向長さＬの１～５０パーセントにわたって延び得る。好ましくは、第１の触媒領域は、軸方向長さＬの１０～４０パーセント、より好ましくは２５～３５パーセントにわたって延び得る。
第１の触媒領域は、軸方向長さＬの１～５０パーセントにわたって延び得る。好ましくは、第１の触媒領域は、軸方向長さＬの１０～４０パーセント、より好ましくは２５～３５パーセントにわたって延び得る。
好ましくは、第１のＰＧＭ成分は、Ｐｄである。第１の触媒領域は、０．１～１５０ｇ／ｆｔ３の、好ましくは、１０～１００ｇ／ｆｔ３の、より好ましくは、２０～６０ｇ／ｆｔ３のＰｄを含むことができる。
第１の触媒領域の総ウォッシュコート担持量は、０．５～２．５ｇ／ｉｎ３、好ましくは、０．８～２．０ｇ／ｉｎ３であり得る。
第１の触媒領域は、本質的にセリアを含まなくてもよく、又はセリアを含まない。
第１の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。第１の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニア、バリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第１の無機酸化物は、アルミナ、ランタン－アルミナ、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。特に好ましい第１の無機酸化物の１つは、アルミナ又はランタン－アルミナ複合酸化物である。
第１の触媒領域は、第１のアルカリ又はアルカリ土類金属成分を更に含み得る。
第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、好ましくはバリウム及び／又はストロンチウム、並びにこれらの混合酸化物又は複合酸化物である。好ましくは、バリウム又はストロンチウムは、存在する場合、第１の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で担持されている。
第１のアルカリ又は第１のアルカリ土類金属はバリウムであることが更により好ましい。バリウムは、存在する場合、第１の触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で担持されている。
また、第１のアルカリ又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物であることが好ましい。好ましくは、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物は、第１の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で存在する。第１のアルカリ又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの複合酸化物であることがより好ましい。
好ましくはバリウム又はストロンチウムは、ＢａＣＯ３又はＳｒＣＯ３として存在する。このような材料は、当該技術分野において既知の任意の方法、例えば、初期湿潤含浸又は噴霧乾燥によって実施することができる。
第１の触媒領域は、マンガン、ネオジム又はカルシウムを更に含んでもよい。好ましくは、存在する場合、マンガン、ネオジム、又はカルシウムは、０．１～１５重量％、より好ましくは１～１０重量％の量で担持される。
いくつかの実施形態では、第１の触媒領域は、Ｂａ及びＳｒ、Ｂａ及びＭｎ、Ｂａ及びＮｄ、又はＢａ及びＣａを更に含んでもよい。更なる実施形態では、第１の触媒領域は、Ｂａ及びＳｒ、Ｂａ及びＭｎ、又はＢａ及びＮｄを更に含んでもよい。
いくつかの実施形態では、第１の触媒領域は、モレキュラーシーブを実質的に含まず、好ましくは、モレキュラーシーブを本質的に含まない。
第２の触媒領域
第２の触媒領域は、軸方向長さＬの５０～１００パーセントにわたって延び得る。好ましくは、第２の触媒領域は、軸方向長さＬの６０～１００パーセント、より好ましくは７０～１００パーセントにわたって延び得る。
第２の触媒領域は、軸方向長さＬの５０～１００パーセントにわたって延び得る。好ましくは、第２の触媒領域は、軸方向長さＬの６０～１００パーセント、より好ましくは７０～１００パーセントにわたって延び得る。
第２のＰＧＭ成分は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ又はこれらの組み合わせであることができる。いくつかの実施形態では、第２のＰＧＭ成分は、Ｐｄ、Ｒｈ又はＰｄ及びＲｈである。
第２のＯＳＣ材料は、好ましくは、酸化セリウム、セリア－ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物からなる群から選択される。より好ましくは、第２のＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物を含む。更に、第２のＯＳＣ材料は、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウムなどのドーパントの１つ以上を更に含んでもよい。セリア－ジルコニア混合酸化物は、少なくとも５０：５０、好ましくは６０：４０超、より好ましくは８０：２０超のジルコニア対セリアのモル比を有し得る。
第２のＯＳＣ材料（例えば、セリア－ジルコニア混合酸化物）は、第２の触媒領域の総ウォッシュコート担持量に基づいて、１０～９０重量％、好ましくは２５～７５重量％、より好ましくは３０～６０重量％であり得る。
第２の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。第２の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、セリア、バリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第２の無機酸化物は、アルミナ、ランタン－アルミナ、セリア、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。特に好ましい第２の無機酸化物の１つは、アルミナ又はランタン－アルミナ複合酸化物である。
第２のＯＳＣ材料と第２の無機酸化物とは、１０：１以下、好ましくは８：１又は５：１以下、より好ましくは４：１又は３：１以下、最も好ましくは２：１以下の重量比を有してもよい。
代替的に、第２のＯＳＣ材料と第２の無機酸化物とは、１０：１～１：１０、好ましくは８：１～１：８又は５：１～１：５、より好ましくは４：１～１：４又は３：１～１：３、最も好ましくは２：１～１：２の重量比を有することができる。
第２の触媒領域における第２のＯＳＣ材料担持量は、１．５ｇ／ｉｎ３未満であり得る。いくつかの実施形態では、第２の触媒領域における第２のＯＳＣ材料担持量は、１．２ｇ／ｉｎ３、１．０ｇ／ｉｎ３、０．９ｇ／ｉｎ３、０．８ｇ／ｉｎ３、又は０．７ｇ／ｉｎ３以下である。
第２の触媒領域の総ウォッシュコート担持量は、３．５ｇ／ｉｎ３未満、好ましくは、３．０ｇ／ｉｎ３未満、２．５ｇ／ｉｎ３、又は１．５ｇ／ｉｎ３であり得る。
第２の触媒領域は、第２のアルカリ又はアルカリ土類金属成分を更に含み得る。
第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、好ましくはバリウム、ストロンチウム、これらの混合酸化物又は複合酸化物である。好ましくは、バリウム又はストロンチウムは、存在する場合、第２の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％のバリウム又はストロンチウムの量である。
第２のアルカリ又はアルカリ土類金属はストロンチウムであることが更により好ましい。ストロンチウムは、存在する場合、第２の触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で存在する。
また、第２のアルカリ又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物であることが好ましい。好ましくは、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物は、第２の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で存在する。第２のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの複合酸化物であることがより好ましい。
好ましくは、バリウム又はストロンチウムはＢａＣＯ３又はＳｒＣＯ３として存在する。このような材料は、当該技術分野において既知の任意の方法、例えば、初期湿潤含浸又は噴霧乾燥によって実施することができる。
第３の触媒領域
触媒物品は、第３の触媒領域を更に含んでもよい。第３の触媒領域は、軸方向長さＬの５０～１００パーセントにわたって延び得る。好ましくは、第３の触媒領域は、軸方向長さＬの６０～１００パーセント、より好ましくは７０～１００パーセントにわたって延び得る。
触媒物品は、第３の触媒領域を更に含んでもよい。第３の触媒領域は、軸方向長さＬの５０～１００パーセントにわたって延び得る。好ましくは、第３の触媒領域は、軸方向長さＬの６０～１００パーセント、より好ましくは７０～１００パーセントにわたって延び得る。
第３の触媒領域は、第３のＰＧＭ成分を含み得る。第３のＰＧＭ成分は、白金、パラジウム、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択することができる。いくつかの実施形態では、第３のＰＧＭ成分は、Ｐｄ、Ｒｈ、又はＰｄ及びＲｈである。
第３の触媒領域は、第３のＯＳＣ材料、第３のアルカリ若しくはアルカリ土類金属成分、及び／又は第３の無機酸化物を更に含むことができる。
第３のＯＳＣ材料は、好ましくは、酸化セリウム、セリア－ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物からなる群から選択される。好ましくは、第３のＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニウム混合酸化物と、ランタン、ネオジム、イットリウム、プラセオジムなどのドーパントのうちの１つ以上とを含む。加えて、第３のＯＳＣ材料は、第３のロジウム成分の担体材料として機能し得る。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、少なくとも５０：５０、好ましくは、６０：４０超、より好ましくは、８０：２０超のジルコニア対セリアのモル比を有し得る。
第３のＯＳＣ材料は、第３の触媒領域の総ウォッシュコート担持量に基づいて、１０～９０重量％、好ましくは、２５～７５重量％、より好ましくは、３５～６５重量％であり得る。。
第３の触媒領域における第３のＯＳＣ材料担持量は、２ｇ／ｉｎ３未満であり得る。いくつかの実施形態では、第３の触媒領域における第３のＯＳＣ材料担持量は、１．５ｇ／ｉｎ３以下、１．２ｇ／ｉｎ３以下、１．０ｇ／ｉｎ３以下、又は０．５ｇ／ｉｎ３以下である。
第３の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。第３の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、セリア、マグネシア、シリカ、ランタン、ジルコニウム、ネオジム、プラセオジムの酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第３の無機酸化物は、アルミナ、ランタン／アルミナ複合酸化物、又はジルコニウム／アルミナ複合酸化物である。特に好ましい第３の無機酸化物の１つは、ランタン／アルミナ複合酸化物又はジルコニウム／アルミナ複合酸化物である。
第３の無機酸化物は、好ましくは、８０ｍ２／ｇ超のフレッシュ比表面積、０．１～４ｍＬ／ｇの範囲の細孔容積を有する。１００ｍ２／ｇ超の比表面積を有する高比表面積の無機酸化物、例えば高比表面積アルミナが特に好ましい。他の好ましい第３の無機酸化物としては、ランタン／アルミナ複合酸化物が挙げられ、これは、所望によりジルコニウム含有成分、例えば、ジルコニアを更に含む。このような場合、ジルコニウムは、例えばコーティングとして、ランタン／アルミナ複合酸化物の表面上に存在してもよい。
第３のＯＳＣ材料と第３の無機酸化物とは、少なくとも１：１、好ましくは少なくとも２：１、より好ましくは少なくとも３：１の重量比を有してもよい。
あるいは、第３のＯＳＣ材料と第３の無機酸化物とは、１０：１～１：１０、好ましくは、８：１～１：８又は５：１～１：５、より好ましくは、４：１～１：４又は３：１～１：３の重量比を有することができる。
第３の触媒領域の総ウォッシュコート担持量は、３．５ｇ／ｉｎ３未満、好ましくは、３．０ｇ／ｉｎ３又は２ｇ／ｉｎ３未満、より好ましくは、１．５ｇ／ｉｎ３又は１．０ｇ／ｉｎ３未満であり得る。
第４の触媒領域
触媒物品は、出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第４の触媒領域を更に含んでもよく、第４の触媒領域は、第４のＰＧＭ成分及び第４の無機酸化物を含み、第４の触媒領域は、セリアを実質的に含まず、第４のＰＧＭ成分は、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである。
触媒物品は、出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第４の触媒領域を更に含んでもよく、第４の触媒領域は、第４のＰＧＭ成分及び第４の無機酸化物を含み、第４の触媒領域は、セリアを実質的に含まず、第４のＰＧＭ成分は、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである。
第４の触媒領域は、軸方向長さＬの１～５０パーセントにわたって延び得る。好ましくは、第４の触媒領域は、軸方向長さＬの１０～４０パーセント、より好ましくは２５～３５パーセントにわたって延び得る。
好ましくは、第４のＰＧＭ成分はＰｄである。第４の触媒領域は、０．１～１５０ｇ／ｆｔ３の、好ましくは、１０～１００ｇ／ｆｔ３の、より好ましくは、２０～６０ｇ／ｆｔ３のＰｄを含むことができる。
第４の触媒領域の総ウォッシュコート担持量は、０．５～２．５ｇ／ｉｎ３、好ましくは、０．８～２．０ｇ／ｉｎ３であり得る。
第４の触媒領域は、本質的にセリアを含まなくてもよく、又はセリアを含まない。
第４の無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。第４の無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニア、バリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、第４の無機酸化物は、アルミナ、ランタン－アルミナ、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。特に好ましい第４の無機酸化物の１つは、アルミナ又はランタン－アルミナ複合酸化物である。
第４の触媒領域は、第４のアルカリ又はアルカリ土類金属成分を更に含み得る。
第４のアルカリ又はアルカリ土類金属は、好ましくはバリウム及び／又はストロンチウム、並びにこれらの混合酸化物又は複合酸化物である。好ましくは、バリウム又はストロンチウムは、存在する場合、第４の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％のバリウム又はストロンチウムの量で担持されている。
第４のアルカリ又はアルカリ土類金属はバリウムであることが更により好ましい。バリウムは、存在する場合、第４の触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で担持されている。
また、第４のアルカリ又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物であることが好ましい。好ましくは、バリウム及びストロンチウムの混合酸化物又は複合酸化物は、第４の触媒領域の総重量に基づいて、０．１～１５重量％、より好ましくは３～１０重量％の量で存在する。第４のアルカリ又はアルカリ土類金属は、バリウム及びストロンチウムの複合酸化物であることがより好ましい。
好ましくはバリウム又はストロンチウムは、ＢａＣＯ３又はＳｒＣＯ３として存在する。このような材料は、当該技術分野において既知の任意の方法、例えば、初期湿潤含浸又は噴霧乾燥によって実施することができる。
第４の触媒領域は、マンガン、ネオジム又はカルシウムを更に含んでもよい。好ましくは、存在する場合、マンガン、ネオジム、又はカルシウムは、０．１～１５重量％、より好ましくは１～１０重量％の量で担持される。
いくつかの実施形態では、第４の触媒領域は、Ｂａ及びＳｒ、Ｂａ及びＭｎ、Ｂａ及びＮｄ、又はＢａ及びＣａを更に含んでもよい。更なる実施形態では、第４の触媒領域は、Ｂａ及びＳｒ、Ｂａ及びＭｎ、又はＢａ及びＮｄを更に含んでもよい。
いくつかの実施形態では、第４の触媒領域は、モレキュラーシーブを実質的に含まず、好ましくは、モレキュラーシーブを本質的に含まない。
本発明の触媒物品は、当業者に知られている更なる成分を含んでもよい。例えば、本発明の組成物は、少なくとも１つのバインダー及び／又は少なくとも１つの界面活性剤を更に含んでもよい。バインダーが存在する場合、分散性アルミナバインダーが好ましい。
第１の触媒領域、第２の触媒領域、第３の触媒領域、及び／又は第４の触媒領域の構成
第２の触媒領域は、軸方向長さＬの１～５０パーセントにわたって第１の触媒領域と重なることができる（例えば、図１ｂ、図２ｂ、図３ａ、図４ａ、及び図４ｂ参照）。あるいは、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬに等しくてもよい。また別の代替例では、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬ未満、例えば、軸方向長さＬの９５％、９０％、８０％、又は７０％以下であり得る。
第２の触媒領域は、軸方向長さＬの１～５０パーセントにわたって第１の触媒領域と重なることができる（例えば、図１ｂ、図２ｂ、図３ａ、図４ａ、及び図４ｂ参照）。あるいは、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬに等しくてもよい。また別の代替例では、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長は、軸方向長さＬ未満、例えば、軸方向長さＬの９５％、９０％、８０％、又は７０％以下であり得る。
本発明の一態様では、第１の触媒領域、第２の触媒領域、第３の触媒領域、及び／又は第４の触媒領域を含む触媒物品の様々な構成は、以下のように調製することができる。
図１ａは、第１の触媒領域が入口端部から延び、第２の触媒領域が出口端部から延び、第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長が軸方向長さＬと等しい、第１の構成を示す。
第１の構成では、好ましくは、第１の触媒領域は、軸方向長さＬの５～５０パーセント又は１０～５０パーセント、より好ましくは、軸方向長さＬの２０～５０パーセント、更により好ましくは、軸方向長さＬの２５～４０パーセントにわたって延びることができる。
図１ｂは、第１の触媒領域が入口端部から延び、第２の触媒領域が軸方向長さＬの１００％にわたって延びる、第１の構成の変形を示す。
図２ａは、第１の触媒領域が入口端部から延び、第２の触媒領域が出口端部から延び、第３の触媒領域が出口端部から延びる、第２の構成を示す。
いくつかの実施形態では、第１の触媒領域と第２／第３の触媒領域との間に重なりはない。他の実施形態では、最大３０％の重なりがあり得る。
図２ｂは、第１の触媒領域が入口端部から延び、第２の触媒領域が軸方向長さＬの１００％にわたって延び、第３の触媒領域が軸方向長さＬの１００％にわたって延びる、第２の構成の変形を示す。
図３ａは、第２の触媒領域が出口端部から延び、第３の触媒領域が入口端部から延び、第１の触媒領域が入口端部から延び、かつ第３の触媒領域を少なくとも部分的に覆う、第３の構成を示す。
図３ｂは、第２の触媒領域が出口端部から延び、第３の触媒領域が出口端部から延び、第１の触媒領域が入口端部から延びる、第３の構成の変形を示す。
図４ａは、第２の触媒領域が軸方向長さＬの１００％にわたって延び、第１の触媒領域が入口端部から延び、かつ第２の触媒領域を部分的に覆い、第４の触媒領域が出口端部から延び、かつ第２の触媒領域を部分的に覆う、第４の構成を示す。
図４ｂは、第２及び第３の触媒領域がどちらも軸方向長さＬの１００％にわたって延び、第１の触媒領域が入口端部から延び、かつ第３の触媒領域を部分的に覆い、第４の触媒領域が出口端部から延び、かつ第３の触媒領域を部分的に覆う、第４の構成の変形を示す。
基材
基材は、好ましくは、第１の面と第２の面とを有し、それらの間に長手方向が画定される、フロースルーモノリス基材である。フロースルーモノリス基材は、第１の面と第２の面との間に延びている、複数のチャネルを有する。複数のチャネルは、長手方向に延びており、複数の内側表面（例えば、各チャネルを画定するウォールの表面）を提供する。複数のチャネルの各々は、第１の面にある開口部と、第２の面にある開口部と、を有する。誤解を回避するために、フロースルーモノリス基材はウォールフローフィルタではない。
基材は、好ましくは、第１の面と第２の面とを有し、それらの間に長手方向が画定される、フロースルーモノリス基材である。フロースルーモノリス基材は、第１の面と第２の面との間に延びている、複数のチャネルを有する。複数のチャネルは、長手方向に延びており、複数の内側表面（例えば、各チャネルを画定するウォールの表面）を提供する。複数のチャネルの各々は、第１の面にある開口部と、第２の面にある開口部と、を有する。誤解を回避するために、フロースルーモノリス基材はウォールフローフィルタではない。
第１の面は、典型的には基材の入口端部にあり、第２の面は基材の出口端部にある。
チャネルは一定の幅のものであってもよく、各複数のチャネルは、均一なチャネル幅を有してもよい。
好ましくは、長手方向に直交する平面内で、モノリス基材は、１平方インチ当たり３００～９００のチャネル、好ましくは４００～８００のチャネルを有する。例えば、第１の面上において、開いている第１のチャネルと閉じている第２のチャネルとの密度は、１平方インチ当たり６００～７００チャネルである。チャネルは、矩形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形、又は他の多角形形状である断面を有してもよい。
モノリス基材は、触媒材料を保持するための担体として作用する。モノリス基材を形成するのに好適な材料としては、コーディエライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ－シリカマグネシア若しくはケイ酸ジルコニウムなどのセラミック様材料、又は多孔質の耐火金属が挙げられる。多孔質モノリス基材の製造におけるそのような材料及びそれらの使用は、当該技術分野において周知である。
本明細書に記載のフロースルーモノリス基材は、単一構成要素（すなわち、単一のれんが状塊）であることに留意されたい。それにもかかわらず、排出物処理システムを形成する場合、使用される基材は、複数のチャネルを一緒に接着することによって形成されてもよく、又は本明細書に記載のように複数のより小さい基材を一緒に接着することによって形成されてもよい。このような技術は、排出物処理システムの好適なケーシング及び構成とともに、当該技術分野において公知である。
本発明の触媒物品がセラミック基材を含む実施形態では、セラミック基材は、任意の好適な耐火材料、例えば、アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア、マグネシア、ゼオライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸塩及びメタロアルミノケイ酸塩（コーディエライト及びスポジュメンなど）、又はこれらのいずれか２つ以上の混合物若しくは混合酸化物で作製されていてもよい。コーディエライト、マグネシウムアルミノケイ酸塩、及び炭化ケイ素が、特に好ましい。
本発明の触媒物品が金属基材を含む実施形態では、金属基材は、任意の好適な金属、特にチタン及びステンレス鋼などの耐熱性金属及び金属合金、並びに鉄、ニッケル、クロム、及び／又はアルミニウムを他の微量金属に加えて含有するフェライト合金で作製されていてもよい。
いくつかの実施形態では、第１の触媒領域は、基材上に直接担持／堆積され得る。特定の実施形態では、第２の触媒領域は、基材上に直接担持／堆積され得る。他の実施形態では、第３の触媒領域は、基材上に直接担持／堆積されている。
本開示の別の態様は、本明細書に記載の触媒物品を使用する、ＮＯｘ、ＣＯ、及びＨＣを含有する、ガソリンエンジンから排出された車両排気ガスの処理方法を対象とする。
本開示の別の態様は、本明細書に記載の触媒物品を使用する、ガソリンエンジンから排出された車両排気ガスからのＨ２Ｓを処理する方法を対象とする。
本開示の別の態様は、システムを通じて排気ガスを移送するための導管とともに本明細書に記載される触媒物品を含む、車両排気ガス処理用システムを対象とする。
定義
本明細書で使用される場合、「領域」という用語は、典型的にはウォッシュコートを乾燥及び／又は焼成することによって得られる基材上の場所を指す。「領域」は、例えば、「層」又は「ゾーン」として基材上に配置又は担持され得る。基材上の場所又は配置は、概ね、基材にウォッシュコートを適用するプロセス中に制御される。「領域」は、典型的には、明確な境界又は縁部を有する（すなわち、従来の分析技術を使用して、一方の領域を別の領域から区別することが可能である）。
本明細書で使用される場合、「領域」という用語は、典型的にはウォッシュコートを乾燥及び／又は焼成することによって得られる基材上の場所を指す。「領域」は、例えば、「層」又は「ゾーン」として基材上に配置又は担持され得る。基材上の場所又は配置は、概ね、基材にウォッシュコートを適用するプロセス中に制御される。「領域」は、典型的には、明確な境界又は縁部を有する（すなわち、従来の分析技術を使用して、一方の領域を別の領域から区別することが可能である）。
典型的には、「領域」は、実質的に均一な長さを有する。この文脈における「実質的に均一な長さ」への言及は、その平均値から１０％を超えた逸脱（例えば、最大長と最小長との差）をしない長さ、好ましくはその平均値から５％を超えた逸脱をしない長さ、より好ましくはその平均値から１％を超えた逸脱をしない長さを指す。
各「領域」は、実質的に均一な組成を有する（すなわち、領域の１つの部分とその領域の別の部分とを比較する場合、ウォッシュコートの組成に実質的な差がない）ことが好ましい。この文脈における実質的に均一な組成は、領域の１つの部分を領域の別の部分と比較する場合に、組成の差が５％以下、通常は２．５％以下、最も通常的には１％以下である材料（例えば、領域）のものを指す。
本明細書で使用される場合、「ゾーン」という用語は、基材の全長の７５％以下の長さなど、基材の全長未満の長さを有する領域を指す。「ゾーン」は、典型的には、基材の全長の少なくとも５％（例えば５％以上）の長さ（すなわち、実質的に均一な長さ）を有する。
基材の全長は、その入口端部とその出口端部と（例えば、基材の両端部）の間の距離である。
本明細書で使用される「基材の入口端部に配置されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配置又は担持されているゾーンであって、基材の入口端部までの方が、基材の出口端部までよりも近い、ゾーンを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわち、その長さの半分での点）は、基材の入口端部までの方が基材の出口端部までよりも近い。同様に、本明細書で使用される「基材の出口端部に配置されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配置又は担持されているゾーンであって、基材の出口端部までの方が基材の入口端部までよりも近い、ゾーンを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわち、その長さの半分での点）は、基材の出口端部までの方が基材の入口端部までよりも近い。
基材がウォールフローフィルタである場合、概して、「基材の入口端部に配置されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配置又は担持されているゾーンであって、
（ａ）基材の入口チャネルの入口端部（例えば、開いている端部）までの方が入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までよりも近い、ゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までの方が出口チャネルの出口端部（例えば開いている端部）までよりも近い、ゾーンを指す。
（ａ）基材の入口チャネルの入口端部（例えば、開いている端部）までの方が入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までよりも近い、ゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までの方が出口チャネルの出口端部（例えば開いている端部）までよりも近い、ゾーンを指す。
したがって、ゾーンの中点（すなわちその半分の長さでの点）は、（ａ）基材の入口チャネルの入口端部までの方が入口チャネルの閉じた端部までよりも近く、及び／又は（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部までの方が出口チャネルの出口端部までよりも近い。
同様に、基材がウォールフローフィルタである場合、「基材の出口端部に配置されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配置又は担持されているゾーンであって、
（ａ）基材の出口チャネルの出口端部（例えば、開いている端部）までの方が出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までよりも近い、ゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までの方が入口チャネルの入口端部（例えば開いている端部）までよりも近い、ゾーンを指す。
（ａ）基材の出口チャネルの出口端部（例えば、開いている端部）までの方が出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までよりも近い、ゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までの方が入口チャネルの入口端部（例えば開いている端部）までよりも近い、ゾーンを指す。
したがって、ゾーンの中点（すなわちその半分の長さでの点）は、（ａ）基材の出口チャネルの出口端部までの方が出口チャネルの閉じた端部までよりも近い、及び／又は（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部までの方が入口チャネルの入口端部までよりも近い。
ウォッシュコートがウォールフローフィルタのウォールに存在する（すなわち、ゾーンがウォール内のものである）場合、ゾーンは（ａ）と（ｂ）との両方を満たし得る。
用語「ウォッシュコート」は、当該技術分野において公知であり、通常、触媒の製造中の基材に適用される接着性コーティングを指す。
本明細書で使用される場合、頭字語「ＰＧＭ」は、「白金族金属」を指す。用語「白金族金属」は、概ね、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる群から選択される金属、好ましくはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ及びＰｔからなる群から選択される金属を指す。概ね、用語「ＰＧＭ」は、好ましくは、Ｒｈ、Ｐｔ、及びＰｄからなる群から選択される金属を指す。
本明細書で使用される場合、「混合酸化物」という用語は、概ね、当該技術分野において従来知られているように、単相にての酸化物の混合物を指す。本明細書で使用される場合、「複合酸化物」という用語は、概ね、当該技術分野において従来知られているように、１つを超える相を有する酸化物の組成物を指す。
本明細書で使用される場合、「本質的になる」という表現は、特定の材料又は工程、及び、例えば微量不純物を含み、並びにその特徴の基本特性に実質的に影響を及ぼさない任意の他の材料又は工程を含む、特徴の範囲を制限する。「から本質的になる」という表現は、「からなる」という表現を包含する。
材料に関して本明細書で使用される場合、「実質的に含まない」という表現は、典型的には、領域、層、又はゾーンの内容物との関連において、材料が少量、例えば、５重量％以下、好ましくは２重量％以下、より好ましくは１重量％以下であることを意味する。「実質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。
材料に関して本明細書で使用される場合、「本質的に含まない」という表現は、典型的には、領域、層、又はゾーンの内容物との関連において、材料が微量、例えば１重量％以下、好ましくは０．５重量％以下、より好ましくは０．１％重量％以下であることを意味する。「本質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。
本明細書で使用される場合、重量％として表されるドーパントの量、特に総量に対する任意の言及は、担体材料又はその耐火金属酸化物の重量を指す。
本明細書で使用する場合、「担持量」という用語は、金属重量基準でのｇ／ｆｔ３の単位の測定値を指す。
以下の実施例は、単に本発明を例示するものである。当業者は、本発明の趣旨及び特許請求の範囲内にある多くの変形例を認識するであろう。
以下の特定の実施形態のリストは、前述の説明を置き換えるか、又は取って代わるのではなく、補完することを意図している。
実施形態１：ガソリンエンジンからの排気ガスを処理するための触媒物品であって、
軸方向長さＬを有する、入口端部、出口端部を備える基材と、
入口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１のＰＧＭ成分と、第１の無機酸化物とを含む、第１の触媒領域と；
出口端部から始まる第２の触媒領域であって、第２のＰＧＭ成分と、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料と、第２の無機酸化物とを含む、第２の触媒領域と；を含み、
第１の触媒領域が、実質的にセリアを含まず、
第１のＰＧＭ成分が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである、触媒物品。
軸方向長さＬを有する、入口端部、出口端部を備える基材と、
入口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１のＰＧＭ成分と、第１の無機酸化物とを含む、第１の触媒領域と；
出口端部から始まる第２の触媒領域であって、第２のＰＧＭ成分と、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料と、第２の無機酸化物とを含む、第２の触媒領域と；を含み、
第１の触媒領域が、実質的にセリアを含まず、
第１のＰＧＭ成分が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである、触媒物品。
実施形態２：第１の触媒領域が、軸方向長さＬの１～５０パーセントにわたって延びている、実施形態１に記載の触媒物品。
実施形態３：第２の触媒領域が、軸方向長さＬの５０～１００パーセントにわたって延びている、実施形態１又は実施形態２に記載の触媒物品。
実施形態４：第２の触媒領域が、軸方向長さＬの１～５０パーセントにわたって、第１の触媒領域と重なっている、実施形態１～３のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態５：第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長が、軸方向長さＬに等しい、実施形態１～３のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態６：第２の触媒領域及び第１の触媒領域の全長が、軸方向長さＬ未満である、実施形態１～３のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態７：第１のＰＧＭ成分が、Ｐｄである、実施形態１～６のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態８：第１の触媒領域が、０．１～１５０ｇ／ｆｔ３のパラジウムを含む、実施形態７に記載の触媒物品。
実施形態９：第１の触媒領域が、本質的にセリアを含まない、実施形態１～８のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態１０：第１の無機酸化物が、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、実施形態１～９のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態１１：第１の無機酸化物が、アルミナ、ランタナ／アルミナ複合酸化物、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、実施形態１０に記載の触媒物品。
実施形態１２：第２のＰＧＭが、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、又はそれらの組み合わせである、実施形態１～１１のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態１３：第２のＯＳＣ材料が、酸化セリウム、セリア－ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物からなる群から選択される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態１４：第２のＯＳＣ材料が、セリア－ジルコニア混合酸化物を含む、実施形態１３に記載の触媒物品。
実施形態１５：第２の無機酸化物が、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、実施形態１～１４のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態１６：第２の無機酸化物が、アルミナ、ランタナ／アルミナ複合酸化物、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、実施形態１５に記載の触媒物品。
実施形態１７：第３の触媒領域を更に含む、実施形態１～１６のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態１８：第３の触媒領域が、第３のＰＧＭ成分を含む、実施形態１７に記載の触媒物品。
実施形態１９：第３のＰＧＭ成分が、白金、パラジウム、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、実施形態１８に記載の触媒物品。
実施形態２０：第３の触媒領域が、第３のＯＳＣ材料を更に含む、実施形態１７～１９のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態２１：第３のＯＳＣ材料が、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、セリア－ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物からなる群から選択される、実施形態２０に記載の触媒物品。
実施形態２２：第３の無機酸化物を更に含む、実施形態１７～２１のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態２３：第３の無機酸化物が、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニア、ランタン、セリウム、ネオジム、プラセオジム、イットリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、実施形態２２に記載の触媒物品。
実施形態２４：第３の触媒領域が、軸方向長さＬにわたって延在する、実施形態１７～２３のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態２５：第３の触媒領域が、軸方向長さＬ未満にわたって延在する、実施形態１７～２３のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態２６：出口端部で始まり、軸方向長さＬ未満にわたって延びている第４の触媒領域を更に含み、第４の触媒領域が、第４のＰＧＭ成分及び第４の無機酸化物を含み、第４の触媒領域は、セリアを実質的に含まず、第４のＰＧＭ成分は、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである、実施形態１～２５のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態２７：基材が、フロースルーモノリスである、実施形態１～２６のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態２８：第１の触媒領域が、基材上に直接担持／堆積されている、実施形態１～２７のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態２９：第２の触媒領域が、基材上に直接担持／堆積されている、実施形態１～２８のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態３０：第１の触媒領域の１００％が、第２の触媒領域及び／又は第３の触媒領域によって覆われていない、実施形態１～２９のいずれか一項に記載の触媒物品。
実施形態３１：実施形態１～３０のいずれか一項に記載の触媒物品を含む、燃焼排気ガスの流れを処理するための排出物処理システム。
実施形態３２：内燃機関からの排気ガスを処理する方法であって、排気ガスを、実施形態１～３１のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、方法。
材料
全ての材料は市販されており、別途記載のない限り、既知の供給元から入手した。
全ての材料は市販されており、別途記載のない限り、既知の供給元から入手した。
比較触媒Ａ
比較触媒Ａは、単層構造を有する市販の三元（Ｐｄ－Ｒｈ）触媒である。ウォッシュコートは、ＣｅＺｒ混合酸化物上に担持されているＰｄ及びＲｈ、Ｌａ安定化アルミナ、並びにＢａプロモータからなる。ウォッシュコート担持量は約３．０ｇ／ｉｎ３で、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３、Ｒｈ担持量は３ｇ／ｆｔ３、Ｂａ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。標準的なコーティング手順を使用して、基材の長さの５０％を目標コーティング深さとして、セラミック基材（４００ｃｐｓｉ、壁厚４ｍｉｌ）の入口面及び出口面から、このウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。
比較触媒Ａは、単層構造を有する市販の三元（Ｐｄ－Ｒｈ）触媒である。ウォッシュコートは、ＣｅＺｒ混合酸化物上に担持されているＰｄ及びＲｈ、Ｌａ安定化アルミナ、並びにＢａプロモータからなる。ウォッシュコート担持量は約３．０ｇ／ｉｎ３で、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３、Ｒｈ担持量は３ｇ／ｆｔ３、Ｂａ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。標準的なコーティング手順を使用して、基材の長さの５０％を目標コーティング深さとして、セラミック基材（４００ｃｐｓｉ、壁厚４ｍｉｌ）の入口面及び出口面から、このウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。
ウォッシュコートは、０．６８ｇ／ｉｎ３のセリア担持量を有する。
比較触媒Ｂ
比較触媒Ｂは、７５ｇ／ｆｔ３ Ｍｎも含有したことを除いて、比較触媒Ａと同様の手順によって調製された。
比較触媒Ｂは、７５ｇ／ｆｔ３ Ｍｎも含有したことを除いて、比較触媒Ａと同様の手順によって調製された。
触媒Ｃ
第１の触媒領域：
第１の触媒領域は、第１のＬａ安定化アルミナ、並びにＢａ及びＳｒプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第１の触媒領域のウォッシュコート担持量は約１．７ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３であり、Ｂａ担持量は４００ｇ／ｆｔ３であり、Ｓｒ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。
第１の触媒領域：
第１の触媒領域は、第１のＬａ安定化アルミナ、並びにＢａ及びＳｒプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第１の触媒領域のウォッシュコート担持量は約１．７ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３であり、Ｂａ担持量は４００ｇ／ｆｔ３であり、Ｓｒ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。
標準的なコーティング手順を使用して、基材の長さの３０％を目標コーティング深さとして、上記第１の触媒領域を含むセラミック基材の入口面から、このウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させた。
第２の触媒領域：
第２の触媒領域は、ＣｅＺｒ混合酸化物、Ｌａ安定化アルミナ、及びＢａプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄ及びＲｈからなる。第２の触媒領域のウォッシュコート担持量は約３．０ｇ／ｉｎ３で、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３、Ｒｈ担持量は３ｇ／ｆｔ３、Ｂａ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。
第２の触媒領域は、ＣｅＺｒ混合酸化物、Ｌａ安定化アルミナ、及びＢａプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄ及びＲｈからなる。第２の触媒領域のウォッシュコート担持量は約３．０ｇ／ｉｎ３で、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３、Ｒｈ担持量は３ｇ／ｆｔ３、Ｂａ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。
標準的なコーティング手順を使用して、基材の長さの７０％を目標コーティング深さとして、セラミック基材（４００ｃｐｓｉ、壁厚４ｍｉｌ）の出口面から、このウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。
触媒Ｄ
触媒Ｄは、第２の触媒領域が基材の１００％を目標コーティング深さとしてコーティングされたことを除いて、触媒Ｃと同様の手順にしたがって調製された。（例えば、図１ｂ参照）。また、コーティング順序は、第２の触媒領域、続いて第１の触媒領域である。
触媒Ｄは、第２の触媒領域が基材の１００％を目標コーティング深さとしてコーティングされたことを除いて、触媒Ｃと同様の手順にしたがって調製された。（例えば、図１ｂ参照）。また、コーティング順序は、第２の触媒領域、続いて第１の触媒領域である。
触媒Ｅ
第１の触媒領域：
第１の触媒領域は、第１のＬａ安定化アルミナ、並びにＢａ及びＳｒプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第１の触媒領域のウォッシュコート担持量は約０．８５ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３であり、Ｂａ担持量は４００ｇ／ｆｔ３であり、Ｓｒ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。
第１の触媒領域：
第１の触媒領域は、第１のＬａ安定化アルミナ、並びにＢａ及びＳｒプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第１の触媒領域のウォッシュコート担持量は約０．８５ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３であり、Ｂａ担持量は４００ｇ／ｆｔ３であり、Ｓｒ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。
標準的なコーティング手順を使用して、基材の長さの３０％を目標コーティング深さとして、上記第１の触媒領域を含むセラミック基材の入口面から、このウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させた。
第２の触媒領域：
第２の触媒領域は、ＣｅＺｒ混合酸化物、第２のＬａ安定化アルミナ、及びＢａプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄ及びＲｈからなる。第２の触媒領域のウォッシュコート担持量は約３．０ｇ／ｉｎ３で、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３、Ｒｈ担持量３ｇ／ｆｔ３、Ｂａ担持量２５０ｇ／ｆｔ３であった。
第２の触媒領域は、ＣｅＺｒ混合酸化物、第２のＬａ安定化アルミナ、及びＢａプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄ及びＲｈからなる。第２の触媒領域のウォッシュコート担持量は約３．０ｇ／ｉｎ３で、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３、Ｒｈ担持量３ｇ／ｆｔ３、Ｂａ担持量２５０ｇ／ｆｔ３であった。
標準的なコーティング手順を使用して、基材の長さの１００％を目標コーティング深さとして、セラミック基材（４００ｃｐｓｉ、壁厚４ｍｉｌ）の出口面から、このウォッシュコートをコーティングし、９０℃で乾燥させ、５００℃で４５分間焼成した。
第４の触媒領域
第４の触媒領域は、第４のＬａ安定化アルミナ、並びにＢａ及びＳｒプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第４の触媒領域のウォッシュコート担持量は約０．８５ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３であり、Ｂａ担持量は４００ｇ／ｆｔ３であり、Ｓｒ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。
第４の触媒領域は、第４のＬａ安定化アルミナ、並びにＢａ及びＳｒプロモータのウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。第４の触媒領域のウォッシュコート担持量は約０．８５ｇ／ｉｎ３であり、Ｐｄ担持量は２７ｇ／ｆｔ３であり、Ｂａ担持量は４００ｇ／ｆｔ３であり、Ｓｒ担持量は２５０ｇ／ｆｔ３であった。
コーティング順序は、第２の触媒領域、第１の触媒領域、次いで第４の触媒領域である。
実施例１：Ｈ２Ｓ希釈
コアサンプルは、比較触媒Ａ及びＢ並びに触媒Ｃ～Ｅの各々から採取した。
コアサンプルは、比較触媒Ａ及びＢ並びに触媒Ｃ～Ｅの各々から採取した。
合成ガスベンチ試験を使用して、触媒活性を求めた。表１の入口ガス混合物を使用して、シミュレート触媒活性試験（ＳＣＡＴ）ガス装置でコアの試験を行った。試験は、５０，０００ｈ－１の空間速度（ＳＶ）にて、以下に示す条件の５サイクルからなっていた。サイクル２～５からの脱硫ステップ中のピーク排出の平均を記録した（表２）。
５００℃にてコアのプレコンディショニングを行った。試験は被毒ステップで開始し（ガスミックス１）、次いで、コアを６５０℃まで加熱し（ガスミックス２）、ここで脱硫化が起こった（ガスミックス３）。次いで、コアをＮ２下で５００℃まで冷却した。
示されるように、上記の表２の本発明の触媒Ｃ～Ｅは、比較触媒Ａ及びＢと比較して、Ｈ２Ｓ希釈の大幅な改善を示す。
Claims (15)
- ガソリンエンジンからの排気ガスを処理するための触媒物品であって、
軸方向長さＬを有する、入口端部、出口端部を備える基材と、
前記入口端部で始まり、前記軸方向長さＬ未満にわたって延びている第１の触媒領域であって、第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分と、第１の無機酸化物とを含む、第１の触媒領域と；
前記出口端部から始まる第２の触媒領域であって、第２のＰＧＭ成分と、第２の酸素貯蔵能（ＯＳＣ）材料と、第２の無機酸化物とを含む、第２の触媒領域と；を含み、
前記第１の触媒領域が、実質的にセリアを含まず、
前記第１のＰＧＭ成分が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである、触媒物品。 - 前記第１の触媒領域が、前記軸方向長さＬの１～５０パーセントにわたって延びている、請求項１に記載の触媒物品。
- 前記第２の触媒領域が、前記軸方向長さＬの５０～１００パーセントにわたって延びている、請求項１又は２に記載の触媒物品。
- 前記第２の触媒領域及び前記第１の触媒領域の全長が、前記軸方向長さＬに等しい、請求項１～３のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記第２の触媒領域及び前記第１の触媒領域の全長が、前記軸方向長さＬ未満である、請求項１～３のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記第１のＰＧＭ成分が、Ｐｄである、請求項１～５のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記第１の触媒領域が、０．１～１５０ｇ／ｆｔ３のパラジウムを含む、請求項６に記載の触媒物品。
- 前記第１の無機酸化物が、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ、ランタン、ネオジム、プラセオジム、イットリウム酸化物、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、請求項１～７のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記第２のＰＧＭが、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、又はそれらの組み合わせである、請求項１～８のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記第２のＯＳＣ材料が、酸化セリウム、セリア－ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物からなる群から選択される、請求項１～９のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記第１の触媒領域が、モレキュラーシーブを実質的に含まない、請求項１～１０のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 第３の触媒領域を更に含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記出口端部から始まり、前記軸方向長さＬ未満にわたって延びる第４の触媒領域を更に含み、前記第４の触媒領域が、第４のＰＧＭ成分及び第４の無機酸化物を含み、前記第４の触媒領域が、セリアを実質的に含まず、前記第４のＰＧＭ成分が、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、又はそれらの組み合わせである、請求項１～１２のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 前記第１の触媒領域の１００％が、前記第２の触媒領域及び／又は前記第３の触媒領域によって覆われていない、請求項１～１３のいずれか一項に記載の触媒物品。
- 請求項１～１４のいずれか一項に記載の触媒物品を含む、燃焼排気ガスの流れを処理するための排出物処理システム。
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| GB0600130D0 (en) * | 2006-01-06 | 2006-02-15 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system comprising zoned oxidation catalyst |
| US9993771B2 (en) * | 2007-12-12 | 2018-06-12 | Basf Corporation | Emission treatment catalysts, systems and methods |
| US10773209B2 (en) * | 2009-02-20 | 2020-09-15 | Basf Corporation | Aging-resistant catalyst article for internal combustion engines |
| US8637426B2 (en) * | 2009-04-08 | 2014-01-28 | Basf Corporation | Zoned catalysts for diesel applications |
| US8557204B2 (en) * | 2010-11-22 | 2013-10-15 | Umicore Ag & Co. Kg | Three-way catalyst having an upstream single-layer catalyst |
| US8323599B2 (en) * | 2010-11-22 | 2012-12-04 | Umicore Ag & Co. Kg | Three-way catalyst having an upstream multi-layer catalyst |
| GB2497597A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | Johnson Matthey Plc | A Catalysed Substrate Monolith with Two Wash-Coats |
| GB201200783D0 (en) * | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Substrate monolith comprising SCR catalyst |
| GB201200784D0 (en) * | 2011-12-12 | 2012-02-29 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a lean-burn internal combustion engine including SCR catalyst |
| BR112014015601A8 (pt) * | 2011-12-22 | 2017-07-04 | Johnson Matthey Plc | captador de nox, sistema de escape para motores de combustão interna, e, método para o tratamento de um gás de escape de um motor de combustão interna |
| JP5807782B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2015-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
| US9486793B2 (en) * | 2012-06-06 | 2016-11-08 | Umicore Ag & Co. Kg | Start-up catalyst for use upstream of a gasoline particulate filter |
| EP2858738B1 (en) * | 2012-06-06 | 2019-11-20 | Umicore Ag & Co. Kg | Three-way-catalyst system |
| US9333490B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-05-10 | Basf Corporation | Zoned catalyst for diesel applications |
| GB2514177A (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-19 | Johnson Matthey Plc | Oxidation catalyst for a compression ignition engine |
| US9744529B2 (en) * | 2014-03-21 | 2017-08-29 | Basf Corporation | Integrated LNT-TWC catalyst |
| JP6133836B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2017-05-24 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化触媒 |
| CN107923288B (zh) * | 2015-06-24 | 2021-05-04 | 巴斯夫公司 | 分层汽车催化剂复合材料 |
| BR112018001864A2 (pt) * | 2015-07-30 | 2018-09-18 | Basf Corporation | compósito de catalisador de oxidação, método para tratamento de uma corrente de gás de escape de um motor a diesel, e, sistema para tratamento de uma corrente de gás de escape de motor de queima pobre. |
| EP3419752A1 (de) * | 2016-02-22 | 2019-01-02 | Umicore AG & Co. KG | Katalysator zur reduktion von stickoxiden |
| JP6964580B2 (ja) * | 2016-03-18 | 2021-11-10 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| JP6738185B2 (ja) * | 2016-04-07 | 2020-08-12 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化装置 |
| DE102016207484A1 (de) * | 2016-05-02 | 2017-11-02 | Umicore Ag & Co. Kg | Dieseloxidationskatalysator |
| EP3466535A4 (en) * | 2016-05-25 | 2020-01-22 | N.E. Chemcat Corporation | THREE-WAY CATALYST FOR GASOLINE ENGINE EXHAUST GAS CLEANING |
| EP3466536B1 (en) * | 2016-06-07 | 2020-03-25 | Cataler Corporation | Exhaust gas purifying catalyst |
| WO2017216728A1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | Basf Corporation | Palladium diesel oxidation catalyst |
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| US10137413B2 (en) * | 2016-08-05 | 2018-11-27 | Johnson Matthey Public Limited Company | Diesel oxidation catalyst having a capture region for sulfur containing impurities |
| GB201613849D0 (en) * | 2016-08-12 | 2016-09-28 | Johnson Matthey Plc | Exhaust system for a compression ignition engine having a capture region for volatilised platinum |
| GB201615136D0 (en) * | 2016-09-06 | 2016-10-19 | Johnson Matthey Plc | Diesel oxidation catalyst with NOx adsorber activity |
| GB201615134D0 (en) * | 2016-09-06 | 2016-10-19 | Johnson Matthey Plc | Diesel oxidation catalyst with NOx adsorber activity |
| GB201617349D0 (en) * | 2016-10-13 | 2016-11-30 | Johnson Matthey Public Limited Company | Oxidation catalyst for hydrocarbons produced by an internal combustion engine |
| GB201616269D0 (en) * | 2016-09-26 | 2016-11-09 | Johnson Matthey Public Limited Company | Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust |
| EP3357558B1 (de) * | 2017-02-03 | 2019-06-26 | Umicore Ag & Co. Kg | Katalysator zur reinigung der abgase von dieselmotoren |
| EP3581271A4 (en) * | 2017-03-23 | 2020-01-22 | Cataler Corporation | EXHAUST GAS PURIFICATION CATALYST |
| GB2560940A (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-03 | Johnson Matthey Plc | Three layer NOx Adsorber catalyst |
| JP6753811B2 (ja) * | 2017-04-19 | 2020-09-09 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用触媒 |
| EP3616790A4 (en) * | 2017-04-28 | 2021-01-13 | Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. | EXHAUST GAS PURIFICATION CATALYZER AND EXHAUST GAS PURIFICATION METHOD USING IT |
| WO2018199249A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | ユミコア日本触媒株式会社 | 排気ガス浄化用触媒およびそれを用いた排気ガス浄化方法 |
| JP6408062B1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-10-17 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| JP6925856B2 (ja) * | 2017-04-28 | 2021-08-25 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用触媒 |
| US11141713B2 (en) * | 2017-04-28 | 2021-10-12 | Umicore Shokubai Japan Co., Ltd. | Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification method using the same |
| CN110997141B (zh) * | 2017-07-11 | 2023-09-26 | 株式会社科特拉 | 排气净化用催化剂 |
| JP6865664B2 (ja) * | 2017-09-25 | 2021-04-28 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化用酸化触媒装置 |
| JP6954796B2 (ja) * | 2017-10-06 | 2021-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車用排ガス浄化用触媒 |
| JP7319971B2 (ja) * | 2017-10-12 | 2023-08-02 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | 熱耐久性が改善されたガソリン排気ガス用途のためのｔｗｃ触媒 |
| US11161098B2 (en) * | 2018-05-18 | 2021-11-02 | Umicore Ag & Co. Kg | Three-way catalyst |
| US11331651B2 (en) * | 2018-09-06 | 2022-05-17 | Umicore Ag & Co. Kg | Three-way catalyst |
| US20200102868A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Johnson Matthey Public Limited Company | Novel twc catalysts for gasoline exhaust gas applications |
| BR112021011166A2 (pt) * | 2019-02-21 | 2021-08-31 | Johnson Matthey Public Limited Company | Artigo catalítico acoplado de maneira próxima, sistema de tratamento de gás de escape, motor a gasolina, e, método de tratamento de um gás de escape de um motor de combustão interna |
| GB201903006D0 (en) * | 2019-03-06 | 2019-04-17 | Johnson Matthey Plc | Lean nox trap catalyst |
| EP3733266B1 (en) * | 2019-05-03 | 2024-04-24 | Johnson Matthey Public Limited Company | Catalyst article, method and use |
| US11642655B2 (en) * | 2020-01-07 | 2023-05-09 | Johnson Matthey Public Limited Company | Multi-region TWC catalysts for gasoline engine exhaust gas treatments |
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