JP5592653B2 - 低熱容量のフィルター基材上のｓｃｒ - Google Patents

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Description

長年にわたり、有害成分である酸化窒素（ＮＯx）が大気汚染を引起してきている。ＮＯxは、内燃機関（例えば、自動車やトラック）や燃焼施設（例えば、天然ガス、油、または石炭を用いる火力発電所）や硝酸製造工場などからでる排出ガス中に含まれている。
ＮＯx含有ガス混合物を処理するのにいろいろな方法が用いられてきた。一つの処理方法は酸化窒素の接触還元である。二つのプロセスが可能であり、（１）一酸化炭素、炭化水素、または低級炭化水素を還元剤に用いる非選択的還元プロセスと、（２）アンモニアまたはアンモニア前駆体を還元剤として用いる選択的還元プロセスである。選択的還元プロセスでは、少量の還元剤を用いて高度の酸化窒素の除去が可能である。
この選択的還元プロセスを、以下ＳＣＲプロセス（選択的接触還元）と称す。このＳＣＲプロセスでは、大気酸素の存在下でアンモニアで酸化窒素を接触還元し、主に窒素と水蒸気を形成する：

４ＮＯ ＋ ４ＮＨ3 ＋ Ｏ2 → ４Ｎ2 ＋ ６Ｈ2Ｏ
２ＮＯ2 ＋ ４ＮＨ3 ＋ Ｏ2 → ３Ｎ2 ＋ ６Ｈ2Ｏ
ＮＯ ＋ ＮＯ2 ＋ ＮＨ3 → ２Ｎ2 ＋ ３Ｈ2Ｏ
ディーゼルエンジン排出物は、ＮＯx以外に、非気相材料（液体及び固体）を含み、これらは粒子または粒子状物質を生成する。これらの排気成分の一部または全部を無害成分に変換するために、触媒組成物とこの組成物を付着させる基材とが、ディーゼルエンジン排出物システムにしばしば加えられる。例えば、ディーゼル排出物システムは、ディーゼル酸化触媒とすすフィルターとＮＯx還元触媒の一つ以上を持つことができる。
ディーゼル排気物中の粒子状物質排出物には、三種の主要成分が含まれる。一つの成分は、堅い乾いた固体炭素質成分またはすす分である。この乾いた炭素質物質は、ディーゼル排気に通常伴う黒色の煤煙となる。第二の粒子状物質成分は、可溶性の有機成分（ＳＯＦ）である。この可溶性有機成分は、しばしば揮発性有機成分（ＶＯＦ）と呼ばれる。ディーゼル排気の温度によっては、このＶＯＦはディーゼル排気中に、蒸気またはエアゾール（凝縮液の微細な液滴）として存在しうる。このＶＯＦには、二つの発生源がある。（１）ピストンが上下するたびにエンジンの円筒状壁面から掻き取られる潤滑油と、（２）未燃焼のあるいは部分燃焼のディーゼル燃料である。第三の粒子状物質成分は、硫酸成分である。この硫酸成分はディーゼル燃料中に含まれる少量の硫黄成分により形成される。ディーゼル燃焼時に少量のＳＯ3が形成され、これが今度は速やかに排気中で水と結合して、硫酸を形成する。この硫酸は、エアゾールとして粒子と凝縮した相として捕集されるため、あるいは他の粒子状成分に吸着されるため、粒子状物質の総量に加わってくる。
本発明のいくつかの側面についての基本的な認識を与えるために、以下に本発明の要約を記述する。本要約は、請求の対象を詳しく説明するものではない。また、請求対象の主要なあるいは重要な要素を特定しようとするものでもないし、本発明の範囲を叙述しようとするものでもない。その唯一の目的は、下のより詳細な説明に先立って、いくつかの請求の対象の概念を単純な形で提供しようとするものである。
ここに記載の本発明は、粒子状物質とＮＯxの効果的な同時処理を可能とする選択的接触還元（ＳＣＲ）フィルターに関する。本発明はまた、上記ＳＣＲフィルターを用いる排出物処理システムと排出物処理方法に関する。このＳＣＲフィルターは、複数の不織無機繊維を含む繊維マトリックス壁面流型フィルターと、その繊維マトリックス壁面流型フィルター上のチャバザイト（ｃｈａｂａｚｉｔｅ）モレキュラーシーブＳＣＲ触媒とを有することができる。繊維マトリックス壁面流型フィルターとチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒（すなわちチャバザイト構造をもつＳＣＲ触媒）とを組合せることで、排出物処理システムに設置された場合に、フィルターを通して過剰な背圧をかけることなく、高触媒坦持量を達成することができる。
本発明はまた、ディーゼルエンジン排気中のＮＯx濃度と粒子状物質を低減する方法に関する。請求対象の一側面によれば、この方法は、アンモニアまたはアンモニア前駆体をディーゼルエンジン排気中に注入し、その排気を、繊維マトリックス壁面流型フィルターとその繊維マトリックス壁面流型フィルター上のチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒を含むＳＣＲフィルターに通すことからなり、その繊維マトリックス壁面流型フィルターは、複数の不織無機繊維を含んでいる。
以下の明細書及び添付図面は、請求対象の側面を詳細に記述するものである。これらの側面は、本発明を説明するものの、本発明の原理が用いられる可能性のあるいろいろな方法の一部であるにすぎない。本請求対象は、すべてのこのような側面とそれらの等価物をも含むものである。本請求の対象の他の利点や新規な特徴は、図面を参照しながら考慮することで、以下の詳細な本発明の説明から明らかとなろう。
図１Ａは、本明細書の一側面の繊維マトリックス壁面流型フィルターの斜視図である。 図１Ｂは、本明細書の一側面の繊維マトリックス壁面流型フィルターの一部の断面図である。 図２Ａと図２Ｂは、本明細書の一側面のＮＯxと粒子状物質を含む排気流を処理するシステムを示す概略図である。 図３は、本明細書の一側面のディーゼルエンジン排出物ＮＯx濃度と粒子状物質とを低減する方法の例を示す流れ図である。
ここに記載の本発明は、粒子状物質とＮＯxの効果的な同時処理を可能とする選択的接触還元（ＳＣＲ）フィルター、排出物処理システム、及び排出物処理方法に関する。チャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒で被覆された繊維マトリックス壁面流型フィルターを用いることで、ＮＯxの還元機能と粒子状物質の除去機能とを単一触媒装置内に一体化することが可能となる。排出物システムに求められる重量と体積を大幅に抑えるために、この排出物処理システムは、すすフィルターとＳＣＲ触媒との一体化物を用いている。また、このシステムに入れる触媒組成物を選択することで、いろいろな温度の排気流から効果的に汚染物質を低減することができる。この特徴は、エンジンから排出される排気温度に大きな衝撃を与える負荷とエンジン速度が変動する条件下で、ディーゼルエンジンを運転するのに有利である。
本発明は、高い濾過性が求められる用途に使用できる。例えば、ＳＣＲフィルターは、排出物処理システム中の粒子状物質を効果的に除去するのに適している。ここに開示する繊維マトリックス壁面流フィルターとチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒の組合せにより、排出物処理システムに設置された時に、被覆フィルターを通して過剰な背圧をかけることなく壁面流型の基材に実用的なレベルのＳＣＲ触媒を塗布することができる。
低熱容量の繊維マトリックス壁面流型フィルターと疎水的なチャバザイトモレキュラーシーブの組み合わせをＳＣＲ触媒として用いることで、従来の排出物処理方法と較べて、排出物処理システム構成における柔軟性の改善や能動的なシステム再生による燃料コストの低下が可能となる。このフィルターをチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒で塗布することにより、このフィルターの低い熱容量のために、触媒の作動の加速、ＳＣＲ反応によるＮＯxコントロールのための低温での変換の改善、および高温安定性の増加が可能となる。
このフィルターは、束ねた繊維束を有し、これが壁面流型のデプスフィルターを形成している。この構造のため空隙率が高く、濾過性が良好となる。ＳＣＲ触媒をフィルター壁面上に塗布しても、この塗布による基材の物性に悪影響を与える負の相互作用は実質的にない。高い負荷量でＳＣＲを塗布しても、そのマトリックス構造は、非被覆の基材と較べて、最小限の背圧上昇しか示さない。
ＳＣＲ触媒上で、ＮＯxはアンモニア（ＮＨ3）により窒素（Ｎ2）に還元される。通常、尿素がアンモニアの形成に使用される。このフィルターにより、尿素と触媒の効率的な混合が可能となる。繊維マトリックス体内での尿素とＳＣＲ触媒の混合の改善により、尿素の加水分解が速く進行し、したがってＮＯxとの反応用のＮＨ3がより容易に形成される。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、複数の不織無機繊維を含むことができる。この不織無機繊維は、繊維が排出物処理プロセス下で熱的に安定であるならいずれの適当な繊維を用いてもよい。この不織無機繊維は、高融点、低熱伝導率、低熱膨張率、耐熱衝撃性および耐振動衝撃性、低密度、高空隙率と高透過性のうちの一つ以上の特性を持つことができる。したがって、この不織無機繊維を含有する繊維マトリックス壁面流型フィルターは、高融点、低熱伝導率、低熱膨張率、耐熱衝撃性および耐振動衝撃性、低密度、高空隙率、および高透過性のうちの一つ以上の特性を有することができる。
不織無機繊維の一般的な例としては、アルミナ繊維、シリカ繊維、ムライト繊維、炭化ケイ素繊維、アルミノケイ酸塩繊維、ホウケイ酸アルミニウム繊維などがあげられる。アルミナ繊維は、通常約９５重量％以上で約９７重量％以下のアルミナと約３重量％以上で約５重量％以下の繊維状シリカを含んでいる。これらのアルミナ繊維は、前駆体種の溶液を押出すか紡糸することで製造できる。
シリカ繊維は、通常９０重量％以上の非晶質シリカを含み、不純物レベルは低い。ある実施様態においては、シリカ繊維は、低密度（例えば、約２．１ｇ／ｃｍ3以上〜約２．２ｇ／ｃｍ3以下）で、高耐火性（約１６００℃）で、低熱伝導性（約０．１Ｗ／ｍ・Ｋ）で、ほぼゼロの熱膨張を示す。
アルミノケイ酸塩繊維は、通常、約４０重量％以上で約８０重量％以下のアルミナと、約５重量％以上で約２５重量％以下のシリカと、約０重量％以上で約２０重量％の鉄または酸化マグネシウムを含んでいる。
ホウケイ酸アルミニウム繊維は、通常、約４０重量％以上で約８０重量％以下のアルミナと、約５重量％以上で約２５重量％以下のシリカと、及び約１重量％以上で約３０重量％の酸化ホウ素またはホウ素酸化物を含んでいる。ホウケイ酸アルミニウム繊維の詳細は、例えば、米国特許３，７９５，５２４に記載されており、これは引用により本明細書に組み込まれる。
これらの繊維は、繊維マトリックス壁面流型フィルターのモノリスハニカム構造を形成するのに好適ないずれかの平均繊維径を有している。ある実施様態においては、これらの繊維は、約０．５μｍ以上で約５０μｍ以下の平均繊維径を有している。もう一つの実施様態においては、これらの繊維は、約０．７μｍ以上で約３０μｍ以下の平均繊維径を有している。さらに別の態様においては、これらの繊維は、約１μｍ以上で約２０μｍ以下の平均繊維径を有している。
これらの繊維は、繊維マトリックス壁面流型フィルターのモノリスハニカム構造を形成するのに好適ないずれかの平均引張強度を有している。ある実施様態においては、これらの繊維は、約７００ＭＰａ（１００，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 ）より大きな平均引張強度を有している。もう一つの実施様態においては、これらの繊維は、約１，２００ＭＰａ（２００，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 ）を超える平均引張強度を有している。さらに別の態様においては、これらの繊維は、約１，８００ＭＰａ（３００，０００ｐｓｉ）を超える平均鉛筆強度を有している。さらに他の実施様態においては、これらの繊維は、約２，１００ＭＰａ（３５０，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 ）を超える平均引張強度を有している。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、アルミナ繊維、シリカ繊維、ムライト繊維、炭化ケイ素繊維、アルミノケイ酸塩繊維、ホウケイ酸アルミニウム繊維などを、適当な重量比で含むことができる。ある実施様態においては、このフィルターの無機繊維部分が、約５０重量％以上で約９０重量％以下のシリカ繊維と、約５重量％以上で約５０重量％以下のアルミナ繊維と、約１０重量％以上で約２５重量％以下のホウケイ酸アルミニウム繊維とを含んでいる。
ある実施様態においては、この繊維マトリックス壁面流型フィルターが、さらに結合剤や増粘剤などの添加物を含んでいる。有機結合剤や、ホウ素結合剤（例えば、窒化ホウ素）などの無機結合剤を添加することもできる。また、ホウケイ酸アルミニウム繊維に代えて窒化ホウ素を添加することもできる。例えば、このフィルターは、上述のようにシリカ繊維とアルミナ繊維と窒化ホウ素を似た重量百分率で含んでもよい。
ある実施様態においては、このフィルターは、非晶質シリカ及び／又はアルミナ繊維と質量換算で約２〜約１２％の窒化ホウ素繊維とから製造された低密度の融合繊維状のセラミック複合化物を含んでいる。低密度の融合繊維状のセラミック複合化物の詳細は、例えば米国特許５，６２９，１８６に記載されており、これは引用により本明細書に組み込まれる。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターのモノリスハニカム構造は、いずれかの適当な方法で形成される。ある実施様態においては、このフィルターは、ゾルゲル法でブランクを形成し、ドリル加工によりブランク中に空孔またはセルを形成して製造される。もう一つの実施様態においては、このフィルターは押出し成型法により形成される。本発明にとって、フィルター製造の詳細は特に重要ではない。フィルターの製造の詳細は、例えば米国特許出願２００４／００７９０６０に開示されており、これは引用により本明細書に組み込まれる。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、比較的低い熱容量を持つことができ、これにより加熱を速くし、触媒作動時間を短くすることができる。この繊維マトリックス壁面流フィルターは触媒活性化温度にまで速やかに加熱できるため、フィルター上の触媒が、速やかに排出物中のＮＯxをＮ2に変換できる。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、約２００℃〜約８００℃の間で低い熱膨張率を持つことができる（ＣＴＥ２００〜８００）。ある実施様態においては、ＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターが、約１×１０-6／℃以上で約６×１０-6／℃以下のＣＴＥ２００〜８００を持つ。もう一つの実施様態においては、ＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターが、約２×１０-6／℃以上で約４〜５×１０-6／℃以下のＣＴＥ２００〜８００を持つ。さらに別の態様においては、ＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターが、約３×１０-6／℃以上で約４×１０-6／℃以下のＣＴＥ２００〜８００を持つ。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、また、約９００℃〜約５００℃の間で低い熱膨張率を持つことができる（ＣＴＥ９００〜５００）。ある実施様態においては、このＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターは、約２００ｐｐｍ以上で約１５００ｐｐｍ以下のＣＴＥ９００〜５００を持つ。もう一つの実施様態においては、このＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターは、約３００ｐｐｍ以上で約１０００ｐｐｍ以下のＣＴＥ９００〜５００を持つ。さらに別の態様においては、このＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターは、約３５０ｐｐｍ以上で約５００ｐｐｍ以下のＣＴＥ９００〜５００を持つ。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、ある弾性またはヤング率（Ｅｍｏｄ）を持つことができる。壁面流型フィルターのＥｍｏｄは、室温で、または例えば２００〜１０００℃の高温で、測定できる。ある実施様態においては、非被覆の繊維壁面流型フィルター材料の場合、室温Ｅｍｏｄ値が、約０．９×4.4482216152605／(25.4) 2 〜約１．２×4.4482216152605／(25.4) 2 ＭＮ／mm 2 の範囲にありうる。もう一つの実施様態においては、この繊維フィルター材料が、被覆時に約０．８〜約１．４の室温Ｅｍｏｄ値を持つことができる。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、ある破壊係数（ＭＯＲ）を持つことができる。ある実施様態においては、このＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターが、室温で、ＡＳＴＭ−Ｃ−１１６１−０２ｃに準拠した典型的な四点曲げ試験で求めたＭＯＲとして、約１，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 以上で約２，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 以下の値をとる。もう一つの実施様態においては、このＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターが、約１，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 以上で約１，８００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 以下のＭＯＲをとる。さらに別の態様においては、このＳＣＲ触媒が塗布されたフィルターあるいは塗布されていないフィルターが、約１，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 以上で約１，５００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 以下のＭＯＲをとる。
この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、多孔質薄壁ハニカム構造を有し、背圧またはフィルターを跨ぐ圧力に大きな増加を引起すことなく流体を通過させることができる。このフィルターは、いずれかの適当なハニカムセル密度をとる。ある実施様態においては、このハニカムセル密度は、約１００／(25.4) 2 セル／mm 2 以上で約４００／(25.4) 2 セル／mm 2 以下である。もう一つの実施様態においては、フィルターのハニカムセル密度は、約２００／(25.4) 2 セル／mm 2 以上で約３００／(25.4) 2 セル／mm 2 以下であり、そのハニカムセルの形状は、正方形、三角形、円形、卵型、五角形、ヘパ、ドーナツ型等であってもよい。背圧の発生を抑え、灰分保持容量を抑えるために、導入用流路を、排出用流路より大きくしてもよい。ハニカム構造の壁厚は、約１０×０．０２５４ｍｍ以上で約４０×０．０２５４ｍｍ以下であってよい。もう一つの実施様態においては、ハニカム構造の壁厚が、約２０×０．０２５４ｍｍ以上で約３０×０．０２５４ｍｍ以下であってよい。ハニカム構造壁面の空隙率は、約６０％以上で約９０％以下であってよい。もう一つの実施様態においては、ハニカム構造壁面の空隙率は、約７０％以上で約８５％以下である。さらに他の実施様態においては、ハニカム構造壁面の空隙率は、約５０％以上で約７０％以下、さらに約５５％以上で約７０％以下である。孔径は、約１５μｍ以上で約１００μｍ以下であってよい。ある実施様態においては、この孔径が約１５μｍ以上で約３０μｍ以下であってよい。
上述の特性をもつ繊維マトリックス壁面流型フィルターならいずれも、本発明を実施する用途に好適であろう。このような繊維マトリックス壁面流型フィルターの具体例が、例えば、米国特許出願２００４／００７９０６０、２００５／００４２１５１、２００６／０１２０９３７、２００７／０１０４６２１、２００７／０１０４６２２、２００７／０１０４６２０、２００７／０１５１７９９、２００７／０１５１２３３、２００７／０１０７３９５、２００７／０１５２３６４、２００７／０１１１８７８、２００７／０１４１２５５、２００７／０１０７３９６、２００７／０１１０６４５、２００７／０１０８６４７、２００７／０２２０８７１、２００７／０２０７０７０、および２００７／０１０４６３２に開示されている。なお、これらは引用により本明細書に組み込まれる。
モレキュラーシーブは、ゼオライト系でも、ゼオライト混合物でも、あるいは非ゼオライト系であってもよく、ゼオライト系や非ゼオライト系のモレキュラーシーブは、チャバザイト結晶構造を有していてもよい。なお、この構造は、国際ゼオライト協会ではＣＨＡ構造と呼ばれている。ゼオライト系チャバザイトには、概略式（Ｃａ，Ｎａ2，Ｋ2，Ｍｇ）Ａｌ2Ｓｉ4）Ｏ12−６Ｈ2Ｏで表されるゼオライトグループの天然型テクトケイ酸塩鉱物（例えば、水和ケイ酸カルシウムアルミニウム）が含まれる。三種の合成チャバザイトゼオライトが、「ゼオライトモレキュラーシーブ」、Ｄ． Ｗ． Ｂｒｅｃｋ、ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ １９７３ ｂｙ Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ、に記載されている。なお、これは引用により本明細書に組み込まれる。Ｂｒｅｃｋにより報告されたこの三種の合成ゼオライトは、Ｊ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ、ｐ． ２８２２ （１９５６）， Ｂａｒｒｅｒ ｅｔ ａｌに記載のゼオライトＫ−Ｇと、英国特許Ｎｏ． ８６８，８４６ （１９６１）に記載のゼオライトＤと、米国特許３，０３０，１８１に記載のゼオライトＲである。なお、これらは引用により本明細書に組み込まれる。
従来のＯＨ媒体中で、配向剤としてＮ−アルキル−３−キヌクリジノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ−アルキル−１−アダマンチルアンモニウムカチオン及び／又はＮ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル−エクソアミノノルボルナンを使用する、他の合成チャバザイトゼオライトＳＳＺ−１３の合成法が、米国特許４，５４４，５３８に記載されている。なお、この文献は、参照として本願明細書に組み込むこととする。ＳＳＺ−１３のシリカ／アルミナモル比は、通常約８〜約５０である。合成混合物中の反応物の相対比率を変化させること及び／又はゼオライトをキレート剤または酸で処理してゼオライト格子からアルミニウムを除去することで、このモル比を調整することができる。ＳＳＺ−１３の結晶化を加速することが可能であり、合成混合物中にＳＳＺ−１３の種結晶を加えることで、望ましくない汚染物質の形成を減少させることができる。
チャバザイト構造を結晶化させるための種結晶のコロイド状懸濁液を用いる、チャバザイト結晶構造をもつ合成の非ゼオライト系モレキュラーシーブ、シリコアルミノリン酸塩３４（ＳＡＰＯ−３４）の合成が米国特許７，２６４，７８９に記載されている。なお、この文献は、参照として本願明細書に組み込むこととする。さらに他のチャバザイト構造を有する合成非ゼオライト系モレキュラーシーブ、ＳＡＰＯ−４４の合成方法が、米国特許６，１６２，４１５に記載されている。なお、これは引用により本明細書に組み込まれる。これらのチャバザイト構造を持つゼオライト系と非ゼオライト系モレキュラーシーブ、ＳＳＺ−１３、ＳＡＰＯ−３４、およびＳＡＰＯ−４４は、本発明におけるＳＣＲ触媒として使用できる。
チャバザイトモレキュラーシーブは疎水性であることもある。疎水性チャバザイトモレキュラーシーブとは、チャバザイトモレキュラーシーブが、それ自体で疎水的であることを意味し、あるいはチャバザイトモレキュラーシーブが、適当な疎水的な界面活性剤で外面を塗布して疎水的となった親水性のチャバザイトモレキュラーシーブ（例えば、粒子状材料が親水性コアと疎水性外表面を持つ）であることを意味する。
チャバザイトモレキュラーシーブの表面を疎水性の界面活性剤と接触させて、疎水性としてもよい。チャバザイトモレキュラーシーブの表面を疎水性とするのに、いかなる適当な鉱物を塗布してもよく、特にプラスチック複合体やフィルム、有機塗膜、ゴムなどの有機システム中に加えられた鉱物を塗布してもよい。ミネラルの塗布の詳細は。例えば、Ｊｅｓｓｅ Ｅｄｅｎｂａｕｍ，プラスチック添加物改質剤ハンドブック（Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ａｎｄ Ｍｏｄｉｆｉｅｒｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ）、Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９２、ｐ．４９７−５００に記載されている。これは引用により、表面処理材料とそれらの応用に関する従来技術として、本明細書に組み込まれる。
表面処理材料の一般的な例としては、脂肪酸やシランなどのカップリング剤があげられる。疎水化剤の具体的例としては、タイオキシドケミカルズのティルコム（Ｒ）などの有機チタン塩；ケンリッチペトロケミカル社の有機のジルコン酸塩またはアルミン酸塩カップリング剤；ウイトコ社のシルクエスト（Ｒ）やＰＣＲのプロシル（Ｒ）などの有機官能性シラン製品；信越のＤＭ流体などの変性シリコーン油；及びウイトコ社のヒストレン（Ｒ）またはインダストレン（Ｒ）やヘンケル社のエメルソン（Ｒ）などの脂肪酸類があげられる。ある実施様態においては、脂肪酸やそれらの塩（例えば、ステアリン酸やステアリン酸塩）が、チャバザイトモレキュラーシーブの粒子表面を疎水性とするのに用いられる。
この疎水性とは、水を嫌うまたは水をはじくチャバザイトモレキュラーシーブ表面の物理的な性質をいう。疎水性は、接触角の測定により記述することができる。この接触角は、液滴を平滑面に置いた際に起こる平衡力として定義される。固体（Ｓ）と液体（Ｌ）と蒸気（Ｖ）の三相が接触する点においてふくらんだ液滴が表面とがなす角の正接が、接触角θである。
固体−蒸気（γsv）、液体−蒸気（γlv）、およびｂ固／液（γsl）の表面張力の関係は、以下のヤング式で定義できる：

Ｆ＝γρｃｏｓθ

式中、Ｆ＝濡れ力；γ＝液体の表面張力；ρ＝液滴周囲長。
もし水滴が表面上で広がると、接触角は９０°より小さくなり、この表面は親水性である。もし表面が疎水的なら、その接触角は９０°より大きくなる。したがって、１８０°が、表面の持つことのできる最大の疎水性である。
多くの表面は、水との接触によりその表面エネルギーを変える。動的接触角測定は、前進接触角と後退接触角の両方を与える。前進接触角は、液体と最初に接触する際の表面疎水性の尺度であり、後退接触角は、表面が液体で濡らされた後の疎水性の尺度である。したがって、ある実施様態においては、本発明の目的において、「疎水的な」または「疎水性」が、チャバザイトモレキュラーシーブに関して用いられる場合、これらは、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子が、約９０°以上の前進接触角及び／又は後退接触角を持つことを意味する。もう一つの実施様態においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子が、約１００°以上の前進接触角及び／又は後退接触角をもつ。さらに別の実施態様においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子が、約１１０°以上の前進接触角及び／又は後退接触角をもつ。さらに別の実施様態においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子は、約１２０°以上の前進接触角及び／又は後退接触角をもつ。
ある実施様態においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子が、約９０°以上の後退接触角をもつ。もう一つの実施様態においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子が、約１００°以上の後退接触角をもつ。さらに別の態様においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子が、約１１０°以上の後退接触角をもつ。さらに別の実施様態においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子が、約１２０°以上の後退接触角をもつ。
この動的接触角は、ウィルヘルミープレート法の重量的な原理によるものであり、粉末状試料の前進接触角と後退接触角の両方が測定可能な動的接触角装置を用いる測定により決定される。ＡＴＩカーンインストルメンツ社の動的接触角分析システム（型式：ＤＣＡ３１５）を接触角の測定に用いることができる。脱イオン水の表面張力（γ）は、標準的な白金校正プレートを用いて測定する。粉末試料は、両面接着テープ上に付着させる。テープの周囲長（ρ）を、ノギスで測定する。付着テープをＤＣＡ３１５に取り付け、１５９μｍ／秒の速度で脱イオン水中で、二回浸漬上下させる。接触角は、第一回目の浸漬の前進および後退ぬれヒステリシス曲線から求めることができる。
本発明のチャバザイトモレキュラーシーブは、イオン交換したチャバザイトモレキュラーシーブであってもよい。イオン交換後のチャバザイトモレキュラーシーブのカチオンは、いずれの適当な金属カチオンであってもよい。金属カチオンの例としては、銅、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、イリジウム、カドミウム、銀、金、白金、マンガン、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる遷移金属があげられる。このイオン交換チャバザイトモレキュラーシーブは、Ｃｕ交換チャバザイトモレキュラーシーブやＦｅ交換チャバザイトモレキュラーシーブなどであってもよい。
所望イオン交換の程度は、特定範囲が重要というわけではない。Ａｌカチオンに対する交換イオンの比率がいずれか適当な値となるまで、チャバザイトモレキュラーシーブを、このようなカチオンで交換することができる。ある実施様態においては、イオン交換チャバザイトモレキュラーシーブの交換イオン／Ａｌ原子比は、約０．３以上である。もう一つの実施様態においては、イオン交換チャバザイトモレキュラーシーブの交換イオン／Ａｌ原子比は、約０．６以上である。さらに別の態様においては、イオン交換チャバザイトモレキュラーシーブの交換イオン／Ａｌ原子比は、約０．７以上である。さらに他の実施様態においては、イオン交換チャバザイトモレキュラーシーブの交換イオン／Ａｌ原子比は、約０．８以上である。
このイオン交換チャバザイトモレキュラーシーブは、前駆体チャバザイトモレキュラーシーブのカチオンを他のカチオンで交換することにより形成できる。カチオンの交換は、浸漬法などのいずれかの適当な方法で行われる。前駆体チャバザイトモレキュラーシーブを、金属種の溶解性塩を含む溶液中に浸漬してもよい。この溶液のｐＨを、アンモニウムヒドロキシドの添加で調整して、前駆体チャバザイトモレキュラーシーブ上に金属カチオンを析出させることができる。例えば、前駆体チャバザイトモレキュラーシーブを可溶性塩、例えば硝酸銅を含む溶液に十分な時間浸漬し、イオン交換で前駆体チャバザイトモレキュラーシーブ中に銅カチオンを導入させ、次いでアンモニウムヒドロキシドを添加して溶液中の銅イオンを前駆体チャバザイトモレキュラーシーブ上に析出させて導入する。このチャバザイトモレキュラーシーブを、次いで洗浄、乾燥、焼結することができる。
ある実施様態においては、本発明のチャバザイトモレキュラーシーブ粒子は、微粉砕された粒子状材料であってもよい。本明細書において「微粉砕された」とは、この粒子状材料が約１０μｍ以下のメディアン粒径を持つことを意味する。ある実施様態においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子は、少なくとも約９０重量％が約１０μｍ以下の粒径を持つ粒径分布をとる。もう一つの実施様態においては、チャバザイトモレキュラーシーブは、少なくとも約９０重量％が約３μｍ以下の粒径を持つ粒径分布をとる。さらに別の態様においては、チャバザイトモレキュラーシーブ粒子は、少なくとも約９０重量％が約１μｍ以下の粒径を持つ粒径分布をとる。
いずれかの適当な方法で、繊維マトリックス壁面流型フィルターを、チャバザイトモレキュラーシーブで被覆してもよい。ある実施様態においては、この繊維マトリックス壁面流型フィルターを、浸漬法によりチャバザイトモレキュラーシーブで被覆する。繊維マトリックス壁面流型フィルターは、チャバザイトモレキュラーシーブスラリーの一部に垂直に浸漬してもよい。フィルターの最上部をスラリー表面より上に保持してもよい。このようにして、スラリーが各々のハニカム壁面の供給口面に接触するが、各々の壁面の排出口面ヘの接触は防止される。このスラリー中にフィルターを約３０秒間入れておくことができる。フィルターをスラリーから取り出し、過剰のスラリーを、まず流路から液だれにより、次いで圧縮空気を噴射し（スラリー侵入の逆方向に）、さらにスラリー侵入の方向に真空を引くことでフィルターから除く。この方法を用いることで、触媒スラリーがフィルターの壁面を透過するが、し、その空孔は、過剰な背圧が最終のフィルター中に蓄積する程度にまでは塞がれない。ここでいう「透過する」とは、触媒スラリーのフィルター上への分散を叙述するのに用いる場合、触媒組成物がフィルターの壁面全体に分散することを意味する。得られたチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒を含有する繊維マトリックス壁面流型フィルターは、ＳＣＲフィルターと呼ばれることもある。
この被覆フィルターを乾燥し、さらに焼成することもできる。ある実施様態においては、この被覆フィルターが約１００℃で乾燥され、約３００℃以上で約４５０℃以下の高温で焼成される。焼成後の触媒坦持量は、フィルターの被覆前後の重量から計算により決定できる。塗布スラリーの固体含量を変えることで、触媒坦持量を変えることができる。ある実施様態においては、このフィルターを塗布スラリー中に何度も浸漬した後、上述のようにして過剰のスラリーを除去することができる。
所望のＮＯx還元レベルと粒子除去レベルを達成するため及び／又は好適な長期間使用の触媒耐久性を得るために、被覆フィルターが、いずれかの適当な濃度のチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒組成物を有することができる。ある実施様態においては、ＳＣＲ触媒組成物が、フィルター上に約１／25.4 3 ｇ／mm 3 以上で約３／25.4 3 ｇ／mm 3 以下の濃度で付着させられる。もう一つの実施様態においては、ＳＣＲ触媒組成物が、フィルター上に約１．２／25.4 3 ｇ／mm 3 以上で約２．８／25.4 3 ｇ／mm 3 以下の濃度で付着させられる。さらに別の態様においては、ＳＣＲ触媒組成物が、フィルター上に約１．４／25.4 3 ｇ／mm 3 以上で約２．６／25.4 3 ｇ／mm 3 以下の濃度で付着させられる。さらに他の実施様態においては、ＳＣＲ触媒組成物が、フィルター上に約１．５／25.4 3 ｇ／mm 3 以上で約２．５／25.4 3 ｇ／mm 3 以下の濃度で付着させられる。
以下、本発明を図を参照しながら説明するが、すべての図中で類似の要素を説明するのに、類似の符号を用いた。以下の明細書において、本発明を完全に理解していただくために、説明のために多くの具体的な詳細が述べられる。しかしながら、本発明はこれらの具体的な詳細がなくとも実施可能である。他の例では、本発明の記述を容易にするため、公知の構造物や装置がブロック図中に示されている。
図１Ａと図１Ｂは、複数の流路１０２をもつ繊維マトリックス壁面流型フィルター１００を示す。これらの流路１０２は、フィルター基材の内壁１０４により管状に閉鎖されていてもよい。このフィルターは、供給口末端１０６と出口末端１０８を持っていてもよい。供給口末端１０６を供給口栓１１０で塞ぎ、排出口末端１０８を排出口栓１１２で塞いで交互流路を形成し、供給口１０６と排出口１０８において、対行する碁盤状のパターンを形成することができる。ガス流１１４は、栓がされていない流路供給口１１６に入り、排出口栓１１２で止められ、多孔性の流路壁面１０４を拡散して排出口側１１８に至る。供給口の栓１１０のため、排ガスは、壁面を通過することなく直接フィルターを通過することができない。
繊維マトリックス壁面流型フィルターは、そのフィルターの壁面上にまたは内部に、一種以上の触媒材料を持つようにしてもよい。触媒材料は、装置の壁面の供給口側のみに、排出口側のみに、または供給口側と排出口側の両方に存在していてもよい。この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、装置の供給口及び／又は排出口の壁面上に、一層以上の触媒材料や一層以上の触媒材料の組み合わせを持つことができる。
図２Ａと図２Ｂは、ＮＯxと粒子状物質とを含む排気流を処理するためのシステムを示す概略図である。具体的には、図２Ａは、ＳＣＲフィルターを用いてＮＯxと粒子状物質とを含む排気流を処理するための排出物処理システムの例（２００Ａ）を示す。図２Ａにおいて、ガス状汚染物質（未燃焼の炭化水素類と一酸化炭素とＮＯxとを含む）と粒子状物質とを含む排気２０２が、エンジン２０４からＳＣＲフィルター２０６へ運ばれる。必要に応じて、エンジン２０４とＳＣＲフィルター２０６の間で酸化触媒（ＤＯＣ）２０８を用いてもよい。図示していないが、このシステム２００Ａは、酸化触媒を含んでいない。酸化触媒２０８内において、未燃焼のガス状不揮発性炭化水素（例えば、揮発性有機成分（ＶＯＦ））と一酸化炭素とが燃やされて二酸化炭素と水となる。酸化触媒を用いてＶＯＦのほとんどを除去すると、系内下流に存在するＳＣＲフィルター２０６上への粒子状物質の付着（例えば、目詰まり）を軽減するのに役立つ。ある実施様態においては、排気中のＮＯxのＮＯのほとんどが酸化触媒内でＮＯ2に酸化される。
アンモニアまたはアンモニア前駆体（例えば、尿素）を、ノズル（図示せず）を経由して噴射により排気流中に注入することができる。ある実施様態においては、ライン２１０上に示す尿素水溶液が、アンモニア前駆体となり、これが混合装置（ＭＤ）２１４内のもう一つのライン２１２上で空気と混合できる。正確な量の尿素水溶液を計量投入するのに弁２１６が使われ、これが排気流中でアンモニアに転換される。アンモニアまたはアンモニア前駆体が添加された排気流は、ＳＣＲフィルター２０６に運ばれる。ある実施様態においては、ＳＣＲフィルターを通過すると、ＮＯx成分は、ＳＣＲフィルター上に捕集された粒子状物質（例えば、すす塊）によりＮＯに転換され、次いで、ＮＯはアンモニアによるＮＯの選択的接触還元により窒素に転換される。
すす分やＶＯＦを含む粒子状物質も、ＳＣＲフィルター２０６により大部分除去される。ある実施様態においては、約８０重量％以上の粒子状物質がＳＣＲフィルターにより除去される。もう一つの実施様態においては、約８５重量％以上の粒子状物質がＳＣＲフィルターにより除去される。さらに別の態様においては、約９０重量％以上の粒子状物質がＳＣＲフィルターにより除去される。ＳＣＲフィルター２０６上に付着した粒子状物質は、フィルター再生の際に燃焼させることができる。
図２Ｂは、ＮＯxと粒子状物質を含む排気流を処理するためのＳＣＲフィルターを用いる排出物処理システムのもう一つの例（２００Ｂ）を示す。図２Ｂにおいて、排出物処理システム２００Ｂは、ＳＣＲフィルター２０６の下流に追加の酸化触媒２１８を有している。この追加酸化触媒２１８は、卑金属と約０．５重量％未満の白金からなる組成物を含むことができる。この追加酸化触媒は、大気中の放出する前に過剰ＮＨ3をすべて酸化するのに用いることができる。エンジンとＳＣＲフィルターの間で、酸化触媒２０８を必要に応じて用いることができる。
図３は、ディーゼルエンジン排気中のＮＯx濃度と粒子状物質とを減らす方法の例３００を示す。３０２では、アンモニアまたはアンモニア前駆体が、ディーゼルエンジン排気中に注入される。３０４では、この排気が、繊維マトリックス壁面流型フィルターと、チャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒を坦持する繊維マトリックス壁面流型フィルターとを有するＳＣＲフィルターに通される。ある実施様態においては、この方法は、アンモニアまたはアンモニア前駆体を排気中に注入する前に、さらにこの排気を酸化触媒に通すことを含んでいる。
図３には示されていないが、ある実施様態においては、この繊維マトリックス壁面流型フィルターは、アルミナ繊維、シリカ繊維、ムライト繊維、炭化ケイ素繊維、アルミノケイ酸塩繊維、ホウケイ酸アルミニウム繊維、またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも一つの繊維を含んでいる。この繊維マトリックス壁面流型フィルターの熱膨張率は、約１×１０-6／℃以上で約６×１０-6／℃以下であってもよい。この繊維マトリックス壁面流型フィルターの破壊係数は、約１，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 以上で約２，０００×4.4482216152605／(25.4) 2 Ｎ／mm 2 以下であってもよい。もう一つの実施様態においては、このチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒が、疎水的なチャバザイトモレキュラーシーブを含んでいる。このチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒は、金属交換したチャバザイトモレキュラーシーブを含むこともできる。例えば、このチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒は、少なくとも一種のＣｕ交換チャバザイトモレキュラーシーブ、Ｆｅ交換チャバザイトモレキュラーシーブ、またはこれらの組合せを有していてもよい。
以下の例が本発明を説明する。以下の例や、明細書や請求項などの他の部分に特記しない限り、部や百分率は質量基準によるものであり、すべての温度は℃で表され、圧力は大気圧またはその近傍である。
実施例１は、いくつかの被覆繊維マトリックス壁面流型フィルターにかかる背圧の評価を示す。寸法が１×25.4 mm×３×25.4 mmで、平均孔径が１５μｍで、壁面空隙率が６７％の繊維マトリックス壁面流型フィルターを、触媒被覆フィルターの製造に用いる。触媒スラリーは、銅交換の３％チャバザイトモレキュラーシーブ（チャバザイトモレキュラーシーブの重量に対して３重量％の銅を含む）と脱イオン水とから調整する。
この触媒は、次のようにして繊維マトリックス壁面流型フィルター上に付着させた。（１）フィルターの全体軸長方向に沿って、フィルターをフィルターの流路を塗布するのに十分な深さまで一方向からスラリー中に浸漬させる。（２）塗布方向と反対の側（例えば、乾いた側）からエアを噴射してフィルター上の過剰スラリーを除く。（３）塗布側からフィルターに真空をかける。（４）このフィルターを約９３℃で約１時間、流動空気中で乾燥し、そのフィルターを約４００℃で約１時間焼成する。次いで反対側から、処理（１）から（４）を繰り返す。得られた繊維マトリックス壁面流型フィルターを、ＦＭＷＦＦで表す。得られた異なる触媒坦持量を有する三種の繊維マトリックス壁面流型フィルターの圧力損失を、表１に示す。
比較例として、二種のコージェライトセラミック壁面流型フィルターを、同様な方法で製造する。第一のコージェライトセラミック壁面流型フィルターの寸法は１×25.4 mm×６×25.4 mmであり、平均孔径は１８μｍであり、壁面空隙率は５９％である。第二のコージェライトセラミック壁面流型フィルターの寸法は１×25.4 mm×６×25.4 mmであり、平均孔径は２２ミクロンであり、壁面空隙率は６５％である。第１及び第２のコージェライトセラミック壁面流型フィルターをそれぞれ、ＣＣＷＦＦ１とＣＣＷＦＦ２で表す。これらのコージェライトセラミック壁面流型フィルターの圧力損失を、表１に示す。
Figure 0005592653
実施例２は、被覆繊維マトリックス壁面流型フィルターと、比較例のコージェライトセラミック壁面流型フィルター（例えば、ＳＣＲフィルター）によるＮＯx変換とＮＨ3変換の評価を示す。実施例１のＦＭＷＦＦとＣＣＷＦＦ２を使用する。両方の壁面流型フィルター部材の寸法は、１×25.4 mm×６×25.4 mmである。実施例１に記載のようにして、両方のコージェライトセラミック壁面流型フィルター上に、２／25.4 3 ｇ／mm 3 の触媒坦持量でＳＣＲ触媒を付着させる。５００ｐｐｍのＮＯと５００ｐｐｍのＮＨ3と１０％のＯ2と５％のＨ2Ｏ、残りがＮ2からなる供給混合ガスを１”Ｄ×３”Ｌ触媒コアを内蔵する定常状態反応器中に添加しながら、新たな触媒コアの酸化窒素選択性の接触還元（ＳＣＲ）の効率と選択性を測定する。この反応は、１５０℃から４６０℃の温度領域で、空間速度が４０，０００ｈｒ-1で行う。得られるＮＯx変換率を、表２に示す。
Figure 0005592653
このように、一般的に、二つの試料間で触媒活性が等しいことがわかる。
上述したものの中には、公知の例も含まれている。もちろん、開示情報を記述する目的のために、成分や方法のあらゆる可能な組合わせを記述するのは不可能である。しかし、当業界の熟練者は、開示情報の他の多くの組合わせや置換えが可能であることを認識している。したがって、この開示情報は、添付の請求項の精神や範囲の中に含まれるすべてのこのような変化や変化変更も包含するものである。また、詳細な説明または請求項において「含む」や「持つ」、またはこれらの類似語が使用される場合、このような用語は、請求項で過渡的な用語として使用された場合に理解されるのと同様に、非制限的な意味で用いられている。
［関連出願］
本出願は、銅ＣＨＡゼオライト触媒という名称の２００７年２月２７日出願の米国仮出願特許６０／８９１，８３５の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）による優先権を主張するもので、これを本出願に組み込むものとする。

Claims (17)

  1. 複数の不織無機繊維を含む繊維マトリックス壁面流型フィルターと該繊維マトリックス壁面流型フィルター上のチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒とからなり、前記繊維マトリックス壁面流型フィルターの空隙率が５０％以上７０％以下であることを特徴とする選択的接触還元（ＳＣＲ）フィルター。
  2. 前記繊維マトリックス壁面流型フィルターがハニカム構造を有する請求項１のフィルター。
  3. 前記繊維マトリックス壁面流型フィルターが、アルミナ繊維、シリカ繊維、ムライト繊維、炭化ケイ素繊維、アルミノケイ酸塩繊維、ホウケイ酸アルミニウム繊維、またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも一つの繊維を含む請求項１のフィルター。
  4. 前記繊維マトリックス壁面流型フィルターの２００から８００℃での熱膨張率が１×１０-6／℃以上６×１０-6／℃以下である請求項１のフィルター。
  5. 前記チャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒が疎水性チャバザイトモレキュラーシーブを含む請求項１のフィルター。
  6. 前記チャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒が金属交換チャバザイトモレキュラーシーブを含む請求項１のフィルター。
  7. 前記チャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒が、Ｃｕ交換チャバザイトモレキュラーシーブ、Ｆｅ交換チャバザイトモレキュラーシーブまたはこれらの組合せを含む請求項１のフィルター。
  8. アンモニアまたはアンモニア前駆体を排気流中に注入する注入装置と注入装置と連通しその下流にあるＳＣＲフィルターとを含み、該ＳＣＲフィルターが、繊維マトリックス壁面流型フィルターと該繊維マトリックス壁面流型フィルター上のチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒を有し、該繊維マトリックス壁面流型フィルターが複数の不織無機繊維を含み、前記繊維マトリックス壁面流型フィルターの空隙率が５０％以上７０％以下であることを特徴とするＮＯxと粒子状物質を含む排気流を処理するための排気処理システム。
  9. 前記繊維マトリックス壁面流型フィルターが、アルミナ繊維、シリカ繊維、ムライト繊維、炭化ケイ素繊維、アルミノケイ酸塩繊維、ホウケイ酸アルミニウム繊維、またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも一つの繊維を含む請求項８の排出物処理システム。
  10. 前記繊維マトリックス壁面流型フィルターの２００から８００℃での熱膨張率が１×１０-6／℃以上６×１０-6／℃以下である請求項８の排出物処理システム。
  11. 前記チャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒が疎水性チャバザイトモレキュラーシーブを含む請求項８の排出物処理システム。
  12. 前記チャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒が金属交換チャバザイトモレキュラーシーブを含む請求項８の排出物処理システム。
  13. 前記チャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒が、Ｃｕ交換チャバザイトモレキュラーシーブ、Ｆｅ交換チャバザイトモレキュラーシーブまたはこれらの組合せを含む請求項８の排出物処理システム。
  14. アンモニアまたはアンモニア前駆体をディーゼルエンジン排気中に注入する工程、該排気を繊維マトリックス壁面流型フィルターと該繊維マトリックス壁面流型フィルター上のチャバザイトモレキュラーシーブＳＣＲ触媒を有するＳＣＲフィルターに通す工程を含み、該繊維マトリックス壁面流型フィルターが複数の不織無機繊維を含み、前記繊維マトリックス壁面流型フィルターの空隙率が５０％以上７０％以下であることを特徴とするディーゼルエンジン排気中のＮＯxと粒子状物質を低減する方法。
  15. さらに、アンモニアまたはアンモニア前駆体を排気中に注入する前に、上記の排気を酸化触媒に通す請求項１４の方法。
  16. 前記繊維マトリックス壁面流型フィルターが、アルミナ繊維、シリカ繊維、ムライト繊維、炭化ケイ素繊維、アルミノケイ酸塩繊維、ホウケイ酸アルミニウム繊維、またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも一つの繊維を含む請求項１４の方法。
  17. 前記繊維マトリックス壁面流型フィルターの２００から８００℃での熱膨張率が１×１０-6／℃以上６×１０-6／℃以下である請求項１４の方法。
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