JP6448543B2 - 圧縮着火機関の排気ガスを処理するためのキャタライズド・スート・フィルター - Google Patents

Description

本発明は、濾過基材上に配される酸化触媒を含む、圧縮着火機関のためのキャタライズド・スート・フィルター、並びにキャタライズド・スート・フィルターを含む排気システム、排気システムを含む圧縮着火機関、及び排気システムを含む車両に関する。本発明は、キャタライズド・スート・フィルターの使用、及び圧縮着火機関からの排気ガスを処理する方法にも関する。

一般に、全世界の政府間機関により規制するための法律が定められている４種の汚染物質、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＨＣ）、窒素の酸化物（ＮＯ_ｘ）、及び粒子状物質（ＰＭ）、がある。車両のエンジンからの排気ガス中の汚染物質が許容される排出に関する排出基準は徐々に厳しくなっており、それらの基準を満たすことができる費用効果の高い改善された触媒が必要とされている。

ディーゼルエンジン等の圧縮着火機関について、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）が、このようなエンジンにより発生する排気ガスを処理するために通常用いられる。ＣＳＦは、一般に、（１）一酸化炭素（ＣＯ）から二酸化炭素（ＣＯ_２）、（２）ＨＣから二酸化炭素（ＣＯ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）への酸化、及び（３）排気ガスから濾過されたＰＭの酸化を触媒する。最も重要な２つのＰＭの酸化反応は、二酸化窒素（ＮＯ_２＋Ｃ→ＮＯ＋ＣＯ）及び酸素（Ｏ_２＋２Ｃ→２ＣＯ又はＯ_２＋Ｃ→ＣＯ_２）における酸化である。前者の反応におけるＮＯ_２の供給源は、エンジン自体、及びディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）を含む上流の基材モノリス上、又はフィルター触媒自体の上で酸化される一酸化窒素（排気ガス中にも存在する）である。ディーゼルエンジン、特に軽負荷ディーゼル車両用等の圧縮着火機関の排気ガス温度は比較的低く（例えば、約４００℃）、従って、課題の１つは、低い「ライトオフ（ｌｉｇｈｔ−ｏｆｆ）」温度で耐久性のあるＣＳＦ触媒組成物を開発することである。

ＣＳＦ及びＤＯＣ等の酸化触媒の活性は、しばしば、それらの「ライトオフ」温度に関して測定され、これは、触媒が特定の触媒反応を開始する温度、又はその反応をある一定のレベルまで起こす温度である。通常、「ライトオフ」温度は、一酸化炭素の転換等、反応物転換の特定のレベルに関して表される。従って、Ｔ_５０温度は、触媒が効率５０％で反応物の転換を触媒する最低温度を表すため、しばしば「ライトオフ」温度として見積もられる。

低排出ゾーン（ＬＥＺ）は、例えば、ベルリン、ロンドン、ストックホルム、アイントホーフェン等の欧州全体にわたる地域又は道路であり、そこでは、汚染が最も著しい車両の乗り入れが制限されている（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｌｏｗｅｍｉｓｓｉｏｎｚｏｎｅｓ．ｅｕ／ｗｈａｔ−ａｒｅ−ｌｅｚｓ？ｓｈｏｗａｌｌ＝１＆ｌｉｍｉｔｓｔａｒｔ＝参照）。空気の質の悪さが健康及び平均余命に悪いという証拠は、ますます増えている。二酸化窒素は、健康に対して短期及び長期の両方の影響があると考えられている。二酸化窒素は肺機能に影響を与え、暴露されると感受性を持つ個人においてアレルゲンに対する反応が強くなる。二酸化窒素の健康に対する明確な作用は、粒子、又は粒子と二酸化窒素の組み合わせによる可能性が示唆されてきた。また、ＮＯ_２は、光化学スモッグを引き起こす反応に寄与する可能性がある。ＥＵ大気質基準（ＥＵ加盟国に対して拘束力を持つ）では、人の健康を守るために限界値が設定されている。とりわけ、ＮＯ_２のＥＵ大気質基準は、２０１０年１月１日から、１時間の平均で２００μｇ／ｍ^３（１０５ｐｐｂ）を暦年で１８回を超えて上回らないことと、暦年平均で４０μｇ／ｍ^３（２１ｐｐｂ）と設定された。

従って、当技術分野において、ＮＯ_２の大気への排出を回避又は低減する、特にＬＥＺを利用する車両のための排気システムが必要とされている。これらは、排気システムを取り付けられた工場、及び既存の車両に後付けられたシステムを含み得る。

国際公開第００／３４６３２号は、炭化水素の酸化に効果的な第１の触媒、ＮＯのＮＯ_２への転換に効果的な第２の触媒、ＮＯ_２中、トラップ上で燃焼されてもよい粒子のためのトラップを含むディーゼルエンジンからの排気ガスを処理するためのシステムを開示する。第１の触媒は、セリア上、又はセリアを取り込んでいる金属酸化物ウォッシュコート上に分散された白金であり得る。実施例は、「第１の酸化工程においてＨＣ（Ｃ_３Ｈ_６で表されている）が除去された後は、ＮＯのＮＯ_２への酸化がより完全に行われ得ることが明らかである」と説明している。

圧縮着火機関から排出される排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、及び、時に窒素の酸化物（ＮＯ_ｘ）も酸化するために用いられる触媒は、通常、白金又はパラジウム等の少なくとも１つの白金族金属を含む。圧縮着火機関からの排気ガス中のＣＯ及びＨＣの酸化を触媒することにおいて、白金はパラジウムよりも活性があり、このような触媒において、パラジウムは硫黄による被毒を受けやすいため、パラジウムの包含は一般に避けられた。しかし、超低硫黄燃料の使用、パラジウムの白金に対する相対的なコスト、及びパラジウムの包含により得られうる触媒の耐久性の向上により、パラジウム、特にパラジウムと白金の両方を含む組成物を含む触媒組成物が好まれる結果となっている。

通常、パラジウムのコストは、歴史的に白金のコストよりも低いが、パラジウムと白金は何れも高価な金属である。白金とパラジウムの総量を増やすことなく改善された触媒活性を示す酸化触媒、又は、より少ない量の白金とパラジウムで既存の酸化触媒と同様の触媒活性を示す酸化触媒が望ましい。

驚くべきことに、本発明者らは、（ｉ）アルカリ土類金属成分と、（ｉｉ）ヘテロ原子成分を含むように改質されたアルミナ担体材料との組み合わせが、白金及びパラジウムのうちの少なくとも１つを含む触媒組成物中に含まれる場合に、安定で比較的低いＮＯ酸化活性を含む有利な活性を有する酸化触媒が得られうることを見出した。このような触媒は、低ＮＯ_２の排出が必要とされるＬＥＺ内での使用のための排気システムにおいて有利に用いられ得る。このような触媒は、優れた低温ＣＯ酸化活性を有することが明らかになっている。この触媒は、特に、圧縮着火機関により発生する排気ガス中の比較的高いレベルのＣＯを、特に２５０℃未満の温度で転換するのに効果的である。また、この触媒は、ＨＣ、特にアルケン等の不飽和ＨＣに対して低温で良好な酸化活性を示し得る。触媒の比較的低温での酸化活性により、排気システム内の他の排出制御装置と組み合わせた使用に特に適したものになる。特に、ＮＯ酸化は比較的わずかであるが、酸化触媒は、酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ_２）に酸化することができて、このことは、酸化触媒が、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、又は選択的触媒還元触媒で触媒化されたフィルターの上流にあるときに有利である可能性がある。

従って、第１の態様によれば、本発明は、圧縮着火機関からの排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）を処理するための濾過基材上に配される酸化触媒を含むキャタライズド・スート・フィルターを提供し、酸化触媒は、白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、及びその組み合わせからなる群から選択される白金族金属（ＰＧＭ）成分、アルカリ土類金属成分、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含む。

いかなる特定の理論によっても制限されることは本意ではないが、発明者らは、本発明における使用のための酸化触媒の安定で比較的低いＮＯ酸化活性は、競争的で選択的なＣＯ及びＨＣ化学種の酸化（すなわち、ＮＯ酸化は、ＣＯ及びＨＣが酸化的に除去された後にのみ起こる）、及びドデカン等、非極性（例えば、脂肪族）のより長い直鎖のＨＣ化学種のＮＯ_２による酸化（「古典的（ｃｌａｓｓｉｃａｌ）」リーンＮＯ_ｘ触媒作用（ＨＣ−ＳＣＲとしても知られる）に類似する。すなわち、｛ＨＣ｝＋ＮＯ_ｘ→Ｎ_２＋ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ）を含む要素の組み合わせによる可能性があると考えている。従って、本発明における使用のための酸化触媒は、キャタライズド・スート・フィルター自体からのＮＯ_２の排出のみを低減することはできず（比較的低いＮＯ酸化活性による）、上流の触媒からキャタライズド・スート・フィルターに入るＮＯ_２の排出も低減し、すなわち、本発明によるキャタライズド・スート・フィルターを出るＮＯ_２の量は、キャタライズド・スート・フィルターに入る量よりも少なくなる可能性があると考えられる。

新たに調製された酸化触媒の初期の酸化活性は、しばしば、触媒が熟成した状態に達するまで悪化する。酸化触媒を高温の排気ガスに繰り返し暴露すると、触媒の白金族金属（ＰＧＭ）成分が熟成した状態に達するまで、これらの成分の焼結及び／又は合金化が引き起こされ得る。この活性の悪化は、特に、酸化触媒と、排気システム内における１つ以上の他の排出制御装置の２つを組み合わせる場合に、問題となる可能性がある。本発明の酸化触媒は、酸化窒素（ＮＯ）の二酸化窒素（ＮＯ_２）への酸化に対して安定な活性を有することがある（すなわち、触媒のＮＯに対する「新鮮な」酸化活性が、触媒の「熟成された」酸化活性と同じか、又は同様である）。このことは、酸化触媒が、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、又は選択的触媒還元触媒で触媒化されたフィルターと組み合わされる場合に、排気システムに特に有利であり、その理由は、安定なＮＯ：ＮＯ_２比を有する排気ガスが、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲキャタライズド・フィルター内に送られ得るためである。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様によるキャタライズド・スート・フィルターを含む圧縮着火機関のための排気システムに関する。

第３の態様において、本発明は、本発明の第２の態様による排気システムを含む圧縮着火機関に関する。

第４の態様において、本発明は、本発明の第３の態様による圧縮着火機関を含む車両に関する。

第５の態様において、本発明は、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）を酸化し、圧縮着火機関からの排気ガス中のＮＯ_２の排出を低減するための本発明の第１の態様によるキャタライズド・スート・フィルターの使用を提供する。

本発明の第６の態様は、圧縮着火機関からの排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）及びＮＯ_２を処理する方法に関し、この方法は、排気ガスを本発明による第１の態様によるキャタライズド・スート・フィルターと接触させる工程を含む。

本発明は、アルカリ土類金属成分を含む酸化触媒を含むキャタライズド・スート・フィルターに関する。驚くべきことに、有利な酸化活性、特に低ＣＯ Ｔ_５０を有する触媒が、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む触媒組成物について得られうることが明らかになった。

通常、アルカリ土類金属成分は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）又はその２つ以上の組み合わせを含む。アルカリ土類金属成分は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）又はバリウム（Ｂａ）、より好ましくはストロンチウム（Ｓｒ）又はバリウム（Ｂａ）を含むことが好ましく、最も好ましくは、アルカリ土類金属成分は、バリウム（Ｂａ）を含む。

通常、アルカリ土類金属成分は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）からなる群から選択される単一のアルカリ土類金属を含む。好ましくは、アルカリ土類金属成分は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）、より好ましくはストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）からなる群から選択される単一のアルカリ土類金属を含み、最も好ましくは、アルカリ土類金属成分は、バリウム（Ｂａ）である単一のアルカリ土類金属を含む。

通常、アルカリ土類金属成分の量は、０．０７−３．７５ｍｏｌ／ｆｔ^３、特に０．１−３．０ｍｏｌ／ｆｔ^３、とりわけ０．２−２．５ｍｏｌ／ｆｔ^３（例えば、０．２５−１．０ｍｏｌ／ｆｔ^３）、０．３−２．２５ｍｏｌ／ｆｔ^３等、特に０．３５−１．８５ｍｏｌ／ｆｔ^３、好ましくは０．４−１．５ｍｏｌ／ｆｔ^３、更により好ましくは０．５−１．２５ｍｏｌ／ｆｔ^３である。理論により制限されることは本意ではないが、存在するアルカリ土類金属原子の数は、触媒の有利な活性に寄与し、アルカリ土類金属原子の数がある一定の量に達すると、この活性は「横ばいになる」と考えられる。特定のＨＣ化学種及びＮＯを酸化する触媒の能力は、アルカリ土類金属分を増やすことで低下させ得る。

通常、アルカリ土類金属成分の総量は、１０−５００ｇ／ｆｔ^３（例えば、６０−４００ｇ／ｆｔ^３又は１０−４５０ｇ／ｆｔ^３）、特に２０−４００ｇ／ｆｔ^３、とりわけ３５−３５０ｇ／ｆｔ^３、５０−３００ｇ／ｆｔ^３等、特に７５−２５０ｇ／ｆｔ^３である。

本発明における使用のための酸化触媒は、通常、０．１−２０重量％、好ましくは０．５−１７．５重量％、より好ましくは１−１５重量％、更により好ましくは１．５−１２．５重量％の量のアルカリ土類金属成分を含む。アルカリ土類金属成分の量は、１．０−８．０重量％、１．５−７．５重量％等、特に２．０−７．０重量％でもよい（例えば、２．５−６．５重量％又は２．０−５．０重量％）。アルカリ土類金属成分の量は、５．０−１７．５重量％、７．５−１５重量％等、特に８．０−１４％重量でもよい（例えば、８．５−１２．５重量％又は９．０−１３．５重量％）。

通常、アルカリ土類金属成分の総質量と白金族金属（ＰＧＭ）成分の総質量の比は、０．２５：１−２０：１（例えば、０．３：１−２０：１）である。アルカリ土類金属成分の総質量と白金族金属（ＰＧＭ）成分の総質量の比は、０．５：１−１７：１、より好ましくは１：１−１５：１、特に１．５：１−１０：１、更により好ましくは２：１−７．５：１、更により好ましくは２．５：１−５：１であることが好ましい。白金（Ｐｔ）成分が存在する場合、好ましくは、アルカリ土類成分の総質量は、白金（Ｐｔ）成分の総質量よりも大きい。

担体材料は、通常、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含み、又は、実質的にヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナからなる。アルミナに取り込まれたヘテロ原子成分は、アルミナ自体と比較して、また、通常、アルミナとヘテロ原子成分の混合物と比較しても、材料の化学的特性、物理的構造及び／又は物理特性を通常変化させる。ヘテロ原子成分の存在が、アルミナとアルカリ土類成分の相互作用を変化させると考えられる。改質アルミナは、通常、ガンマ型（すなわち、γ−アルミナ）で存在するか、又はガンマ型に由来する。

通常、ヘテロ原子成分は、ランタニド及び周期表の第１−１４族のいずれか１つからなる群から選択される元素を含む（本明細書において、第１族はアルカリ金属を含み、第４族はＴｉ、Ｚｒ等を含み、第１４族はＣ、Ｓｉ等を含むように、周期表の族の番号付けには、ＩＵＰＡＣ命名法を用いる）。好ましくは、ヘテロ原子成分は、周期表の第４族（例えば、Ｔｉ又はＺｒ）、第１４族（例えば、Ｓｉ）及びランタニド（例えば、Ｌａ又はＣｅ）から選択される元素等、周期表の第２族（例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａ）、第４族（例えば、Ｔｉ又はＺｒ）、第１４族（例えば、Ｓｉ）及びランタニド（例えば、Ｌａ又はＣｅ）から選択される元素を含む。ヘテロ原子成分は、元素、イオン又は化合物であり得るが、ヘテロ原子成分はアルミナではなく、好ましくは、構成元素、又はアルミナのイオン（例えば、酸素、Ｏ^２−、アルミニウム又はＡｌ^３＋）ではない。

ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナは、通常、ヘテロ原子成分でドープされたアルミナ、アルミン酸のアルカリ土類金属塩又はその混合物を含み、又は、実質的にヘテロ原子成分でドープされたアルミナ、アルミン酸のアルカリ土類金属塩又はその混合物からなる。ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナは、ヘテロ原子成分でドープされたアルミナ又は塩アルカリ土類金属を含み、又は、実質的にヘテロ原子成分でドープされたアルミナ又はアルミン酸のアルカリ土類金属塩からなることが好ましい。

ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナが、ヘテロ原子成分でドープされたアルミナである場合、通常、ヘテロ原子成分は、ケイ素、マグネシウム、バリウム、ランタン、セリウム、チタン又はジルコニウムあるいはその２つ以上の組み合わせを含む。ヘテロ原子成分は、ケイ素の酸化物、マグネシウムの酸化物、バリウムの酸化物、ランタンの酸化物、セリウムの酸化物、チタンの酸化物又はジルコニウムの酸化物を含んでもよく、又は、実質的にケイ素の酸化物、マグネシウムの酸化物、バリウムの酸化物、ランタンの酸化物、セリウムの酸化物、チタンの酸化物又はジルコニウムの酸化物からなってもよい。好ましくは、ヘテロ原子成分は、ケイ素、マグネシウム、バリウム又はセリウムあるいはその酸化物、特にケイ素又はセリウムあるいはその酸化物を含み、又は、実質的にケイ素、マグネシウム、バリウム又はセリウムあるいはその酸化物、特にケイ素又はセリウムあるいはその酸化物からなる。より好ましくは、ヘテロ原子成分は、ケイ素、マグネシウム又はバリウムあるいはその酸化物、特にケイ素又はマグネシウムあるいはその酸化物、特にケイ素又はその酸化物を含み、又は、実質的にケイ素、マグネシウム又はバリウムあるいはその酸化物、特にケイ素又はマグネシウムあるいはその酸化物、特にケイ素又はその酸化物からなる。

ヘテロ原子成分でドープされたアルミナの例は、シリカでドープされたアルミナ、酸化マグネシウムでドープされたアルミナ、バリウム又は酸化バリウムでドープされたアルミナ、酸化ランタンでドープされたアルミナ、あるいはセリアでドープされたアルミナ、特にシリカでドープされたアルミナ、酸化ランタンでドープされたアルミナ、あるいはセリアでドープされたアルミナを含む。ヘテロ原子成分でドープされたアルミナは、シリカでドープされたアルミナ、バリウム又は酸化バリウムでドープされたアルミナ、あるいは酸化マグネシウムでドープされたアルミナであることが好ましい。より好ましくは、ヘテロ原子成分でドープされたアルミナは、シリカでドープされたアルミナ、又は酸化マグネシウムでドープされたアルミナである。更により好ましくは、ヘテロ原子成分でドープされたアルミナは、シリカでドープされたアルミナである。ヘテロ原子成分でドープされたアルミナは、当技術分野において周知の方法を用いて、すなわち、例えば、米国特許第５０４５５１９号に記載の方法により調製され得る。

通常、ヘテロ原子成分でドープされたアルミナは、０．５−４５重量％のヘテロ原子成分、好ましくは１−４０重量％のヘテロ原子成分、より好ましくは１．５−３０重量％のヘテロ原子成分、特に２．５−２５重量％のヘテロ原子成分を含む。

ヘテロ原子成分でドープされたアルミナがシリカでドープされたアルミナを含む場合、又は、実質的にシリカでドープされたアルミナからなる場合、アルミナは、０．５−４５重量％、好ましくは１−４０重量％、より好ましくは１．５−３０重量％（例えば、１．５−１０重量％）、特に２．５−２５重量％、とりわけ３．５−２０重量％（例えば、５−２０重量％）、更により好ましくは４．５−１５重量％の量のシリカでドープされる。

ヘテロ原子成分でドープされたアルミナが酸化マグネシウムでドープされたアルミナを含む場合、又は、実質的に酸化マグネシウムでドープされたアルミナからなる場合、アルミナは、上で定めた量のマグネシウム、又は、５−３０重量％、好ましくは１０−２５重量％の量のマグネシウムでドープされる。

ヘテロ原子成分がアルカリ土類金属を含む場合、又は、実質的にアルカリ土類金属からなる場合、通常、酸化触媒は、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナとは分離した、又はヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナの一部ではないアルカリ土類金属成分を含む。従って、酸化触媒は、改質アルミナ中に存在してもよい任意のアルカリ土類金属に加えて、アルカリ土類金属成分を含む。

通常、ヘテロ原子成分がアルカリ土類金属を含む場合、又は、実質的にアルカリ土類金属からなる場合、好ましくは、アルカリ土類金属成分はヘテロ原子成分とは異なる。ヘテロ原子成分及びアルカリ土類金属成分が異なるアルカリ土類金属を含むことは好ましい。

改質アルミナのヘテロ原子成分が、ヘテロ原子成分でドープされたアルミナ中のドーパントである場合、又はアルミン酸のアルカリ土類金属塩の一部である場合等、アルカリ土類金属を含む場合は、「アルカリ土類金属成分」の量は、改質アルミナの一部として存在するいかなるアルカリ土類金属の量も含まない。同様に、ヘテロ原子成分の量は、存在するアルカリ土類金属成分の量は含まない。酸化触媒の製造中に各成分の量を制御することが可能である。

用語「アルミン酸のアルカリ土類金属塩」は、通常、式ＭＡｌ_２Ｏ_４（式中、「Ｍ」は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａ等のアルカリ土類金属を表す）の化合物を指す。このような化合物は、通常、スピネル構造を含む。これらの化合物は、当技術分野において周知の従来の方法を用いて、すなわち、例えば、欧州特許第０９４５１６５号、米国特許第６２１７８３７号又は米国特許第６５１７７９５号に記載の方法を用いることにより調製され得る。

通常、アルミン酸のアルカリ土類金属塩は、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）、アルミン酸カルシウム（ＣａＡｌ_２Ｏ_４）、アルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ_２Ｏ_４）又はアルミン酸バリウム（ＢａＡｌ_２Ｏ_４）あるいはその２つ以上の混合物である。好ましくは、アルミン酸のアルカリ土類金属塩は、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）である。

通常、担体材料がアルミン酸のアルカリ土類金属塩を含む場合、アルミン酸のアルカリ土類金属塩のアルカリ土類金属（「Ｍ」）は、アルカリ土類金属成分とは異なる。アルミン酸のアルカリ土類金属塩及びアルカリ土類金属成分は、異なるアルカリ土類金属を含むことが好ましい。

本発明における使用のための酸化触媒は、通常、０．１−５ｇ／ｉｎ^３、好ましくは０．２−４ｇ／ｉｎ^３（例えば、０．５−３．５ｇ／ｉｎ^３）の担体材料の総量を含む。本発明における使用のための酸化触媒が、改質アルミナを含む担体材料に加えて、第２の担体材料を含むときは、総量は、第２の担体材料、及び改質アルミナを含む担体材料の両方の量を指す。

キャタライズド・スート・フィルターの酸化触媒中における担体材料の総量は、通常、０．２−４ｇ／ｉｎ^３である。

本発明における使用のための酸化触媒が第２の担体材料を含む場合、通常、改質アルミナを含む担体材料の量は、０．１−３．０ｇ／ｉｎ^３、好ましくは０．２−２．５ｇ／ｉｎ^３、更により好ましくは０．３−２．０ｇ／ｉｎ^３、更により好ましくは０．５−１．７５ｇ／ｉｎ^３である。

通常、アルカリ土類金属成分の総質量と、改質アルミナを含む担体材料の総質量の比は、１：２００−１：５、好ましくは１：１５０−１：１０、更により好ましくは１：１００−１：２０である。

通常、担体材料、特にヘテロ原子成分でドープされたアルミナは粒子状である。担体材料は、（従来のレーザー回折技術により求められる）２０μｍ以下のｄ_９０粒径を有してもよい。担体材料の粒径分布は、基材への接着を助けるよう選択される。粒子は、通常、粉砕により得られる。

通常、担体材料は、５０−５００ｍ^２／ｇの比表面積を有する（ＤＩＮ６６１３１に従って、又は５５０℃で３時間の活性化後にＢＥＴにより測定される）。担体材料は、５０−３００ｍ^２／ｇ、より好ましくは１００−２５０ｍ^２／ｇの比表面積を有することが好ましい。

本発明における使用のための酸化触媒は、任意選択的に更に第２の担体材料を含む。通常、アルカリ土類金属成分は、改質アルミナ及び／又は第２の担体材料を含む担体材料上に配され又は担持される。本発明における使用のための酸化触媒が複数の層を含む場合、第２の担体材料、及び改質アルミナを含む担体材料は、好ましくは異なる層内にある。

通常、アルカリ土類金属成分は、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含むか、又は、実質的にヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナからなる少なくとも１つの担体材料上に配され又は担持される。通常、本発明における使用のための触媒は、単一の担体材料を含み、この担体材料は、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含むか、又は、実質的にヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナからなる。

第２の担体材料が存在する場合、特に第２の担体材料が第１の担体材料と同じ層内にある場合、アルカリ土類金属成分は、改質アルミナを含む担体材料上に実質的に配され又は担持されることが好ましい（この文脈において、用語「実質的に」は、通常、層内に存在し、その他の場合は、改質アルミナを含む担体材料上に配されるアルカリ土類成分の質量の少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９９％、より好ましくは少なくとも９９％を指す）。アルカリ土類金属成分は、改質アルミナを含む担体材料上に配され又は担持されるのみであることが更に好ましい。同じ層内における担体材料のいくつかの組み合わせについては、アルカリ土類金属成分の溶解度により、その正確な位置の制御が難しいことがあり、アルカリ土類金属成分は、すべての担体材料上に配され又は担持されてもよい。

また、本発明における使用のための酸化触媒は、白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、及びその組み合わせからなる群から選択される白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む。本発明における使用のための酸化触媒は、単一の白金族金属（ＰＧＭ）成分を含んでもよく、これは、白金（Ｐｔ）成分又はパラジウム（Ｐｄ）成分のいずれかである。

通常、酸化触媒は、白金（Ｐｔ）成分及びパラジウム（Ｐｄ）成分を含むことが好ましい（すなわち、白金族金属（ＰＧＭ）成分は、白金（Ｐｔ）成分及びパラジウム（Ｐｄ）成分である）。白金（Ｐｔ）成分の総質量とパラジウム（Ｐｄ）成分の総質量の比は、特に、酸化触媒が複数の層を含む場合（ただし、これに限定されない）、通常、３：１−１：３、好ましくは２：１−１：２、より好ましくは１．５：１−１：１．５である。しかし、特に好ましい実施態様において、Ｐｔ：Ｐｄの総重量比は４：１−１：１、好ましくは２：１−１：１である。

通常、白金族金属（ＰＧＭ）成分の総量（例えば、白金（Ｐｔ）成分及び／又はパラジウム（Ｐｄ）成分の総量）は、５−５００ｇ／ｆｔ^３である。好ましくは、ＰＧＭ成分の総量は、１０−４００ｇ／ｆｔ^３、より好ましくは２０−３００ｇ／ｆｔ^３、更により好ましくは２５−２５０ｇ／ｆｔ^３、更により好ましくは３５−２００ｇ／ｆｔ^３である。

本発明によるキャタライズド・スート・フィルターにおける使用のための酸化触媒中の白金族金属（ＰＧＭ）成分の総量は、５−１００ｇ／ｆｔ^３、より好ましくは１０−４０ｇ／ｆｔ^３である。

通常、酸化触媒は、質量で２．０−８．０ｇの白金族金属（ＰＧＭ）成分の総量を含む。用いられるＰＧＭ成分の総量は、とりわけ、基材のサイズに左右される。

白金族金属（ＰＧＭ）成分に加えて、本発明における使用のための酸化触媒は、更に貴金属成分を含んでもよい。貴金属成分は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及びその２つ以上の組み合わせからなる群から選択される貴金属を含む。貴金属成分は、金、銀及びその組み合わせからなる群から選択される貴金属を含むことが好ましい。より好ましくは、貴金属成分は、金を含むか、又は、金からなる。触媒が金（Ａｕ）を含む場合、白金族金属（ＰＧＭ）成分、好ましくはパラジウム（Ｐｄ）成分は、金（Ａｕ）との合金（例えば、パラジウム−金合金）として存在する。金（Ａｕ）を含む触媒は、本出願人による国際公開第２０１２／１２０２９２号に記載の方法を用いて調製され得る。

本発明における使用のための酸化触媒は、更に炭化水素吸着剤を含んでもよい。炭化水素吸着剤は、ゼオライト、活性炭、多孔質グラファイト及びその２つ以上の組み合わせから選択されてもよい。炭化水素吸着剤はゼオライトであることが好ましい。より好ましくは、ゼオライトは、中細孔ゼオライト（例えば、８個の四面体原子の最大環サイズを有するゼオライト）、又は大細孔ゼオライト（例えば、１０個の四面体原子の最大環サイズを有するゼオライト）である。適したゼオライト、又はゼオライトのタイプの例は、フォージャサイト、クリノプチロル沸石、モルデン沸石、シリカライト、フェリエライト、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、超安定性ゼオライトＹ、ＡＥＩゼオライト、ＺＳＭ−５ゼオライト、ＺＳＭ−１２ゼオライト、ＺＳＭ−２０ゼオライト、ＺＳＭ−３４ゼオライト、ＣＨＡゼオライト、ＳＳＺ−３ゼオライト、ＳＡＰＯ−５ゼオライト、オフレタイト、ベータゼオライト又は銅ＣＨＡゼオライトを含む。ゼオライトは、好ましくは、ＺＳＭ−５、ベータゼオライト又はＹゼオライトである。

通常、ゼオライトは、少なくとも２５：１、好ましくは少なくとも２５：１のシリカとアルミナのモル比を有し、有用な範囲は、２５：１−１０００：１、５０：１−５００：１、並びに２５：１−１００：１、２５：１−３００：１、１００：１−２５０：１である。シリカとアルミナのモル比が高いゼオライトは、改善された水熱安定性を示す。

触媒が、炭化水素吸着剤を含む場合、通常、炭化水素吸着剤の総量は、０．０５−３．００ｇ／ｉｎ^３、特に０．１０−２．００ｇ／ｉｎ^３、とりわけ０．２−０．８ｇ／ｉｎ^３である。

本発明における使用のための触媒は、更に酸素貯蔵材料を含んでもよい。このような材料は、当技術分野においてよく知られている。酸素貯蔵材料は、セリア（ＣｅＯ_２）、及びセリア−ジルコニア固溶体等のセリア−ジルコニア（ＣｅＯ_２−ＺｒＯ_２）から選択されてもよい。

通常、少なくとも１つの白金族金属（ＰＧＭ）成分は、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料上に担持される。従って、白金（Ｐｔ）成分又はパラジウム（Ｐｄ）成分、あるいは白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の両方は、担体材料上に担持される。

通常、アルカリ土類金属成分及び少なくとも１つの白金族金属（ＰＧＭ）成分は、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料上に担持される。従って、本発明における使用のための酸化触媒は、パラジウム（Ｐｄ）成分及び／又は白金（Ｐｔ）成分、並びに同じ担体材料、すなわち、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料上に担持されたアルカリ土類金属成分を含んでもよい。パラジウム（Ｐｄ）成分、白金（Ｐｔ）成分及びアルカリ土類金属成分は、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料上に担持されることが好ましい。

前述のように、酸化触媒は、第２の担体材料を更に含んでいても、含んでいなくてもよい。第２の担体材料は、アルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア及びその２つ以上の混合物からなる群から選択されてもよい。第２の担体材料は、好ましくは、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア及びその２つ以上の混合物、特にアルミナ、シリカ、チタニア及びその２つ以上の混合物からなる群から選択される。より好ましくは、第２の担体材料は、アルミナを含むか、又は、アルミナからなる。

本発明における使用のための酸化触媒が第２の担体材料を含む場合、好ましくは少なくとも１つの白金族金属（ＰＧＭ）成分が第２の担体材料上に担持される。白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、又は白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の両方は、第２の担体材料上に担持されてもよい。

改質アルミナを含む担体材料上に担持されることに加えて、又は代替として、アルカリ土類金属成分は、第２の担体材料上に担持されてもよい。しかし、アルカリ土類金属成分は、改質アルミナを含む担体材料上に担持されるのみである（すなわち、アルカリ土類金属成分は、第２の担体材料上に担持されない）ことが好ましい。

本発明における使用のための酸化触媒が、貴金属成分及び／又は酸素貯蔵材料を含む場合は、貴金属成分及び／又は酸素貯蔵材料は、改質アルミナを含む担体材料及び／又は、存在する場合、第２の担体材料上に担持されてもよい。本発明における使用のための酸化触媒が、酸素貯蔵材料と第２の担体材料を更に含む場合、酸素貯蔵材料と第２の担体材料は異なる（例えば、酸素貯蔵材料と第２の担体材料は、ともにセリア又はセリア−ジルコニアではない）。

通常、白金族金属（ＰＧＭ）成分（一又は複数）、アルカリ土類金属成分、担体材料といかなる任意の貴金属成分、酸素貯蔵材料、炭化水素吸着剤及び／又は第２の貯蔵材料は、基材上に配され又は担持される。

本発明における使用のための酸化触媒は、濾過基材を含む。しかし、酸化触媒は、複数の基材を直列に含んでもよく（少なくとも１つは、本発明の第１の態様による濾過基材であり（例えば、２つ、３つ又は４つの基材で、少なくとも１つは、本発明の第１の態様による濾過基材））、より好ましくは２つの基材を直列に含む（すなわち、２つの基材のみで、少なくとも１つは、本発明の第１の態様による濾過基材）。２つの基材がある場合、第１の基材は、第２の基材と接触しても、分離してもよい。第１の基材が第２の基材から分離している場合、好ましくは、第１の基材の出口端部（例えば、出口端部での面）と第２の基材の入口端部（例えば、入口端部での面）との間の距離（例えば、面間の垂直距離）は、０．５ｍｍ−５０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ−４０ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ−３０ｍｍ（例えば、１．７５ｍｍ−２５ｍｍ）、２ｍｍ−２０ｍｍ（例えば、３ｍｍ−１５ｍｍ）等、更により好ましくは５ｍｍ−１０ｍｍである。

通常、本発明によるキャタライズド・スート・フィルターは、単一の濾過基材（すなわち、ただ１つの濾過基材）を含むことが好ましい。

圧縮着火機関の排気ガスを処理するための酸化触媒を担持するための濾過基材は、当技術分野においてよく知られている。通常、基材は、セラミック材料又は金属材料である。

基材は、コーディエライト（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金又はステンレス鋼合金から作られるか、又は構成されることが好ましい。

通常、基材はモノリスである。濾過モノリスは、通常、複数の入口チャンネル及び複数の出口チャンネルを含み、ここで、入口チャンネルは、上流端部（すなわち、排気ガス入口側）が開いており、且つ下流端部（すなわち、排気ガス出口側）が塞がれ、又は密封されており、出口チャンネルは、上流端部が塞がれ、又は密封されており、且つ下流端部が開いており、各入口チャンネルは、多孔質構造により出口チャンネルから分離されている。基材が濾過モノリスであるときは、本発明の酸化触媒は、通常、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）であるか、又は、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）として使用するためのものである。

モノリスが濾過モノリスである場合、濾過モノリスはウォールフローフィルターであることが好ましい。ウォールフローフィルター内において、各入口チャンネルは、多孔質構造の壁により出口チャンネルから交互に分離され、逆も同様である。入口チャンネル及び出口チャンネルは、ハニカム状の配置を有することが好ましい。ハニカム状の配置になっている場合、入口チャンネルに垂直及び横に隣接するチャンネルは上流端部が塞がれ、逆も同様である（すなわち、出口チャンネルに垂直及び横に隣接するチャンネルは下流端部が塞がれている）ことが好ましい。いずれかの端部から見たとき、チャンネルの交互に塞がれた端部及び開いた端部は、チェス盤のような外観になる。

原則的に、濾過基材は、どのような形状又はサイズでもよい。しかし、濾過基材の形状及びサイズは、通常、触媒中の触媒活性のある材料が、排気ガスに最適に暴露されるよう選択される。濾過基材は、例えば、管状、繊維状又は粒子状でもよい。適した担持濾過基材の例は、モノリシックハニカムコーディエライトタイプの濾過基材、モノリシックハニカムＳｉＣタイプの濾過基材、層状繊維又は編地タイプの濾過基材、発泡タイプの濾過基材、クロスフロータイプの濾過基材、金網タイプの濾過基材、金属多孔質体タイプの濾過基材、及びセラミック粒子タイプの濾過基材を含む。

通常、本発明における使用のための酸化触媒は、基材上に配される単一層又は複数の層（例えば、２層、３層又は４層）を含む。通常、各層は、ウォッシュコート被膜を基材に塗布することにより形成される。しかし、好ましくは、濾過基材は濾過モノリス、特に好ましくはウォールフローフィルター基材であり、本発明における使用のための酸化触媒は、その入口チャンネル上の単一層及び出口チャンネル上の単一層を含む。

本発明における使用のための酸化触媒は、濾過基材、及び濾過基材上に配される単一層を含んでもよく、又は、基材、及び基材上に配される単一層からなってもよく、ここで、単一層は、白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、及びその組み合わせからなる群から選択される白金族金属（ＰＧＭ）成分、アルカリ土類金属成分、並びにヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含む。単一層は、更に、貴金属成分、及び／又は酸素貯蔵材料、及び／又は炭化水素吸着剤、及び／又は第２の貯蔵材料を含んでもよい。単一層は、更に炭化水素吸着剤、及び任意選択的に酸素貯蔵材料を含むことが好ましい。

本発明における使用のための酸化触媒が、濾過基材、及び濾過基材上に配される単一層を含むか、又は、基材、及び基材上に配される単一層からなる場合、好ましくは、単一層は、白金（Ｐｔ）成分及びパラジウム（Ｐｄ）成分を含む（すなわち、白金族金属（ＰＧＭ）成分は、白金（Ｐｔ）成分及びパラジウム（Ｐｄ）成分である）。単一層が、白金（Ｐｔ）成分及びパラジウム（Ｐｄ）成分を含む場合、白金（Ｐｔ）成分のパラジウム（Ｐｄ）成分に対する相対量は変え得る。

通常、白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の質量比は、≧３５：６５（例えば、≧７：１３）である。白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の質量比は、≧４０：６０（例えば、≧２：３）、より好ましくは≧４２．５：５７．５（例えば、≧１７：２３）、特に≧４５：５５（例えば、≧９：１１）、≧４７．５：５２．５（例えば、≧１９：２１）等、更により好ましくは≧５０：５０（例えば、≧１：１）であることが好ましい。質量による白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の比（すなわち、質量比）は、通常、８０：２０−３５：６５（例えば、４：１−７：１３）である。白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の質量比は、７５：２５−４０：６０（例えば、３：１−２：３）、より好ましくは７０：３０−４２．５：５７．５（例えば、７：３−１７：２３）、更により好ましくは６７．５：３２．５−４５：５５（例えば、２７：１３−９：１１）、６５：３５−４７．５：５２．５（例えば、１３：７−１９：２１）等、更により好ましくは６０：４０−５０：５０（例えば、３：２−１：１）であることが好ましい。特に好ましいのは、４：１−１：１、好ましくは２：１−１：１のＰｔ成分とＰｄ成分の質量比である。

パラジウム（Ｐｄ）成分の質量が白金（Ｐｔ）成分の質量よりも小さい場合、本発明における使用のための酸化触媒は有利な活性を有すると考えられる。従って、本発明の触媒は、好ましくは、６５：３５−５２．５：４７．５（例えば、１３：７−２１：１９）、より好ましくは６０：４０−５５：４５（例えば、３：２−１１：９）の質量比の白金（Ｐｔ）成分及びパラジウム（Ｐｄ）成分を含む。

通常、質量によるアルカリ土類金属成分と白金族金属（ＰＧＭ）成分の比（すなわち、質量比）は０．２５：１−２０：１である。アルカリ土類金属成分と白金族金属（ＰＧＭ）成分の質量比は、０．５：１−１７：１、より好ましくは１：１−１５：１、特に１．５：１−１０：１、更により好ましくは２：１−７．５：１、更により好ましくは２．５：１−５：１であることが好ましい。

あるいは、本発明における使用のための酸化触媒は、２層、３層又は４層等、複数の層を含み得る。

複数の層がある場合、酸化触媒は、複数の基材（少なくとも１つは、本発明の第１の態様による濾過基材）、好ましくは２つの基材（少なくとも１つは、本発明の第１の態様による濾過基材）を含んでもよい。複数の基材（少なくとも１つは、本発明の第１の態様による濾過基材（例えば、２つの基材））がある場合、１つの実施態様において、第一層は第１の基材上に配され、第二層は第２の基材上に配される。従って、基材上に配される第一層への以下のどのような言及も、第１の基材上に配される第一層を指してもよい。同様に、第２の基材上に配される第二層への以下のどのような言及も、第２の基材上に配される第二層を指してもよい。

複数の基材がある（少なくとも１つは、本発明の第１の態様による濾過基材）場合、第１の基材は、第２の基材の上流にあってもよい。あるいは、第２の基材は、第１の基材の上流にあってもよい。

通常、本発明によるキャタライズド・スート・フィルターは、特に酸化触媒が複数の層を含む場合、単一の濾過基材を含むことが好ましい。

複数の層がある場合、通常、第一層は、濾過基材上に配される（例えば、第一層は、好ましくは、第一層が基材の表面と接触するように、基材上に直接配される）。第一層は、第三層又は第四層の上に配されてもよい。第一層が濾過基材上に直接配されるのが好ましい。

第二層は、（例えば、以下で説明する、第一層から分離しているか、又は第一層と部分的に重なっているゾーンを形成するために）濾過基材上に配されてもよく、又は、第二層は、第一層の上に配されてもよい。

第二層が第一層の上に配される場合、第二層は、第一層と完全に、又は部分的に重なっても（すなわち、第一層を覆っても）よい。触媒が第三層を含む場合は、第三層は、第二層及び／又は第一層の上に配されてもよく、好ましくは、第三層は、第一層の上に配される。触媒が第四層を含む場合は、第四層は、第三層及び／又は第二層の上に配されてもよい。

第二層が、（例えば、ゾーンを形成するために）濾過基材上に配される場合、第二層は、濾過基材の上に直接配されてもよく（すなわち、第二層は、濾過基材の表面と接触している）、又は第二層は、第三層又は第四層の上に配されてもよい。

第一層はゾーン（例えば、第一ゾーン）であってもよく、且つ／又は第二層はゾーン（例えば、第二ゾーン）でもよい。誤解を避けるために、「第一層」及び「第二層」、特に「第一層」及び「第二層」の組成に関する本明細書に記述される特徴は、それぞれ「第一ゾーン」及び「第二ゾーン」にも関する。

第一ゾーンと第二ゾーンが、同じ濾過基材上に横に並んでいるか、又は第一ゾーンが第１の基材上に配され、且つ第二ゾーンが第２の基材上に配され（すなわち、第１の基材と第２の基材が異なる）、並びに第１の基材と第２の基材が横に並んでいる場合等、第一層は第一ゾーンであってもよく、第二層は第二ゾーンであってもよい。好ましくは、第一ゾーンと第二ゾーンは、同じ濾過基材上に配される。

第一ゾーンは、第二ゾーンの上流にあってもよい。第一ゾーンが第二ゾーンの上流にある場合、入口排気ガスは、第二ゾーンの前に第一ゾーンに接触する。あるいは、第二ゾーンは、第一ゾーンの上流にあってもよい。同様に、第二ゾーンが第一ゾーンの上流にある場合、入口排気ガスは、第一ゾーンの前に第二ゾーンに接触する。

第一ゾーンと第二ゾーンが同じ濾過基材上に配される場合、第一ゾーンは、第二ゾーンに隣接してもよく、又は第一ゾーンは、第二ゾーンから分離していてもよい。第一ゾーンが第二ゾーンに隣接する場合は、好ましくは、第一ゾーンは第二ゾーンに接触する。第一ゾーンが第二ゾーンから分離している場合、通常、第一ゾーンと第二ゾーンの間に隙間又は空間がある。

通常、第一ゾーンは、濾過基材の長さの１０−８０％（例えば、１０−４５％）、好ましくは濾過基材の長さの１５−７５％（例えば、１５−４０％）、より好ましくは濾過基材の長さの２０−６０％（例えば、２５−４５％）、更により好ましくは２５−５０％の長さを有する。

第二ゾーンは、通常、濾過基材の長さの１０−８０％（例えば、１０−４５％）、好ましくは濾過基材の長さの１５−７５％（例えば、１５−４０％）、より好ましくは濾過基材の長さの２０−６０％（例えば、２５−４５％）、更により好ましくは２５−５０％の長さを有する。

本発明における使用のための酸化触媒は、２層（例えば、２層のみ）を含み、第一層は基材上に配され、第二層は、第一層の上に配される。

通常、第二層は、第一層と完全に、又は部分的に重なる。

第一層と第二層は、異なる長さを有してもよく、又は第一層と第二層は、ほぼ同じ長さを有してもよい。通常、第一層の長さと第二層の長さは、それぞれ実質的に均一である。

第一層は、通常、特に濾過基材がモノリスの場合、実質的に基材内のチャンネルの全長にわたって延びる。

複数の層を含む本発明における使用のための酸化触媒中において、第二層は、濾過基材の下流端部の実質的に均一な長さのゾーン内に配置されてもよい。下流端部のゾーンは、入口端部よりも濾過基材の出口端部に近いことが好ましい。長さに差がある層状被膜の製造方法は、当技術分野においてよく知られている（例えば、本出願人による国際公開第９９／４７２６０号を参照）。

本発明における使用のための酸化触媒が複数の層を含む場合、白金族金属（ＰＧＭ）成分、アルカリ土類金属成分、及び改質アルミナを含む担体材料は、様々な方法で層間に分布され得る。

通常、第一層（又は第一ゾーン）は、白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、及びその組み合わせからなる群から選択される白金族金属（ＰＧＭ）成分を含み、第二層（又は第二ゾーン）は、白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、及びその組み合わせからなる群から選択される白金族金属（ＰＧＭ）成分を含む。第一の層／ゾーンは、（例えば、組成において）第二の層／ゾーンとは異なることが好ましい。例えば、第一及び第二の層／ゾーンは、異なる白金族金属（ＰＧＭ）成分を含んでもよく、且つ／又は第一及び第二の層／ゾーンは、異なる総量の白金族金属（ＰＧＭ）成分を含んでもよい。

第１の実施態様において、第一層（又は第一ゾーン）は、Ｐｄ成分及びＰｄ成分とＰｔ成分の組み合わせ（すなわち両方）からなる群から選択されるＰＧＭ成分を含み、第二層（又は第二ゾーン）は、Ｐｔ成分からなるＰＧＭ成分を含む。これは、第一の層／ゾーンが、Ｐｄ成分、及び唯一のＰＧＭ成分として任意選択的にＰｔ成分を含み、第二の層／ゾーンが、唯一のＰＧＭ成分としてＰｔ成分を含むことを意味する。好ましくは、第一の層／ゾーンは、Ｐｄ成分とＰｔ成分の組み合わせ（すなわち両方）からなるＰＧＭ成分を含む。従って、第一の層／ゾーンは、Ｐｔ成分と、唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分の両方を含み、第二の層／ゾーンは、唯一のＰＧＭ成分としてＰｔ成分を含むことが好ましい。

通常、第１の実施態様において、第一層（又は第一ゾーン）は、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含み、且つ／又は第二層（又は第二ゾーン）は、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含む。第一の層／ゾーンは、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含むことが好ましい。

第一の層／ゾーンが、唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含む場合、第一の層／ゾーンは、第２の担体材料を含んでもよい。好ましくは、第２の担体材料は、セリア、セリア−ジルコニア、アルミナ又はシリカ−アルミナである。第２の担体材料はセリアでもよい。第２の担体材料はセリア−ジルコニアでもよい。第２の担体材料はアルミナでもよい。第２の担体材料はシリカ−アルミナでもよい。より好ましくは、第一の層／ゾーンは、Ｐｄ成分及び第２の担体材料からなる群から選択されるＰＧＭ成分を含み、第２の担体材料はセリアである。

第２の実施態様において、第一層（又は第一ゾーン）は、Ｐｔ成分及びＰｄ成分とＰｔ成分の組み合わせ（すなわち両方）からなる群から選択されるＰＧＭ成分を含み、第二層（又は第二ゾーン）は、Ｐｄ成分からなるＰＧＭ成分を含む。これは、第一の層／ゾーンが、Ｐｔ成分、及び唯一のＰＧＭ成分として任意選択的にＰｄ成分を含み、第二の層／ゾーンが、唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含むことを意味する。好ましくは、第一の層／ゾーンは、Ｐｄ成分とＰｔ成分の組み合わせ（すなわち両方）からなるＰＧＭ成分を含む。従って、第一の層／ゾーンは、Ｐｔ成分と、唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分の両方を含み、第二の層／ゾーンは、唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含むことが好ましい。通常、第一の層／ゾーン内のＰｔ成分の量は、第一の層／ゾーン内のＰｄ成分の量よりも多い（量は、ｇ／ｆｔ^３で、又はモル量として測定される）。

第２の実施態様において、第一層（又は第一ゾーン）は、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含んでもよく、且つ／又は第二層（又は第二ゾーン）は、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含んでもよい。第一の層／ゾーンは、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含むことが好ましい。

第２の実施態様において、第二の層／ゾーンは、通常、第２の担体材料を含む。好ましくは、第２の担体材料は、セリア、セリア−ジルコニア、アルミナ又はシリカ−アルミナである。第２の担体材料はセリアでもよい。第２の担体材料はセリア−ジルコニアでもよい。第２の担体材料はアルミナでもよい。第２の担体材料はシリカ−アルミナでもよい。

第３の実施態様において、第一層（又は第一ゾーン）は、Ｐｔ成分及びＰｄ成分からなる群から選択されるＰＧＭ成分を含み、第二層（又は第二ゾーン）は、Ｐｄ成分とＰｔ成分の組み合わせ（すなわち両方）からなるＰＧＭ成分を含む。これは、第一の層／ゾーンが、Ｐｔ成分、又は唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含み、第二の層／ゾーンが、Ｐｔ成分、及び唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含むことを意味する。好ましくは、第一の層／ゾーンは、Ｐｔ成分からなるＰＧＭ成分を含む。従って、第一の層／ゾーンは、唯一のＰＧＭ成分としてＰｔ成分を含み、第二の層／ゾーンは、Ｐｔ成分、及び唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含むことが好ましい。

第３の実施態様において、第一の層／ゾーンが唯一のＰＧＭ成分としてＰｔ成分を含む場合、通常、第二の層／ゾーン内のＰｔ成分と第二の層／ゾーン内のＰｄ成分の質量比は、≦２：１、好ましくは≦２：１である。第一の層／ゾーンが、唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含む場合、通常、第二の層／ゾーン内のＰｄ成分の量は、第二の層／ゾーン内のＰｔ成分の量よりも少ない（量は、ｇ／ｆｔ^３で測定されるか、又はモル量である）。

通常、第３の実施態様において、第一層（又は第一ゾーン）は、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含み、且つ／又は第二層（又は第二ゾーン）は、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含む。第一の層／ゾーンが唯一のＰＧＭ成分としてＰｔ成分を含む場合、第一の層／ゾーンは、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含むことが好ましい。第一の層／ゾーンが、唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含む場合、第二の層／ゾーンは、更に、アルカリ土類金属成分、及びヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料を含むことが好ましい。

第３の実施態様において、第一の層／ゾーンが、唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含む場合、第一の層／ゾーンは、第２の担体材料を含んでもよい。好ましくは、第２の担体材料は、セリア、セリア−ジルコニア、アルミナ又はシリカ−アルミナである。第２の担体材料はセリアでもよい。第２の担体材料はセリア−ジルコニアでもよい。第２の担体材料はアルミナでもよい。第２の担体材料はシリカ−アルミナでもよい。

第４の実施態様において、第一層（又は第一ゾーン）は、Ｐｔ成分とＰｄ成分の組み合わせ（すなわち両方）からなるＰＧＭ成分を含み、第二層（又は第二ゾーン）は、Ｐｄ成分とＰｔ成分の組み合わせ（すなわち両方）からなるＰＧＭ成分を含む。これは、第一の層／ゾーンが、Ｐｔ成分、及び唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含み、第二の層／ゾーンが、Ｐｔ成分、又は唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含むことを意味する。第４の実施態様において、第一の層／ゾーン及び第二の層／ゾーンは、通常、Ｐｔ成分とＰｄ成分の異なる質量比を含む。従って、第一の層／ゾーン内のＰｔ成分とＰｄ成分の質量比は、第二のゾーン／層内のＰｔ成分とＰｄ成分の質量比とは異なる。

第４の実施態様において、第一の層／ゾーン内のＰｄ成分の量が、第一の層／ゾーン内のＰｔ成分の量よりも少ない場合（量は、ｇ／ｆｔ^３で測定されるか、又はモル量である）、好ましくは、第二の層／ゾーン内のＰｄ成分の量は、第二の層／ゾーン内のＰｔ成分の量よりも多い。あるいは、第一の層／ゾーン内のＰｄ成分の量が、第一の層／ゾーン内のＰｔ成分の量よりも多い場合（量は、ｇ／ｆｔ^３で測定されるか、又はモル量である）、好ましくは、第二の層／ゾーン内のＰｄ成分の量は、第二の層／ゾーン内のＰｔ成分の量よりも少ない。

通常、白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の質量比は、特に第１又は第２の実施態様における第一の層／ゾーン、第３の実施態様における第二の層／ゾーン、あるいは第４の実施態様における第一の層／ゾーン及び／又は第二の層／ゾーン、好ましくは第４の実施態様における第二の層／ゾーンにおいて、≧３５：６５（例えば、≧７：１３）である。白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の質量比は、≧４０：６０（例えば、≧２：３）、より好ましくは≧４２．５：５７．５（例えば、≧１７：２３）、特に≧４５：５５（例えば、≧９：１１）、≧４７．５：５２．５（例えば、≧１９：２１）等、更により好ましくは≧５０：５０（例えば、≧１：１）であることが好ましい。

特に第１又は第２の実施態様における第一の層／ゾーン、第３の実施態様における第二の層／ゾーン、あるいは第４の実施態様における第一の層／ゾーン及び／又は第二の層／ゾーン、好ましくは第４の実施態様における第二の層／ゾーンにおける白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の質量比は、８０：２０−３５：６５（例えば、４：１−７：１３）、特に７５：２５−４０：６０（例えば、３：１−２：３）、より好ましくは７０：３０−４２．５：５７．５（例えば、７：３−１７：２３）、更により好ましくは６７．５：３２．５−４５：５５（例えば、２７：１３−９：１１）、６５：３５−４７．５：５２．５（例えば、１３：７−１９：２１）等、更により好ましくは６０：４０−５０：５０（例えば、３：２−１：１）であることが好ましい。第３の実施態様における第二層については、白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の質量比は、２：１−７：１３、特に１３：７−２：３、より好ましくは６０：４０−５０：５０（例えば、３：２−１：１）であることが特に好ましい。

パラジウム（Ｐｄ）成分の質量が白金（Ｐｔ）成分の質量よりも小さい場合、特に白金（Ｐｔ）成分とパラジウム（Ｐｄ）成分の両方、及びアルカリ土類金属成分が同じ層／ゾーン内に存在する場合、酸化触媒は有利な活性を有すると考えられる。従って、第１の実施態様における第一の層／ゾーン、第２の実施態様における第一の層／ゾーン、第３の実施態様における第二の層／ゾーン、あるいは第４の実施態様における第一の層／ゾーン及び／又は第二の層／ゾーン、好ましくは第４の実施態様における第二の層／ゾーンにおいて、本発明の酸化触媒は、好ましくは、６５：３５−５２．５：４７．５（例えば、１３：７−２１：１９）、より好ましくは６０：４０−５５：４５（例えば、３：２−１１：９）の質量比の白金（Ｐｔ）成分及びパラジウム（Ｐｄ）成分を含む。

第５の実施態様において、第一層（又は第一ゾーン）は、Ｐｔ成分及びＰｄ成分からなる群から選択されるＰＧＭ成分を含み、第二層（又は第二ゾーン）は、Ｐｄ成分及びＰｔ成分からなる群から選択されるＰＧＭ成分を含み、第一及び第二の層／ゾーンはそれぞれ、同じＰＧＭ成分を含む。これは、第一の層／ゾーン及び第二の層／ゾーンは、それぞれ、唯一のＰＧＭ成分としてＰｔ成分又はＰｄ成分を含むことを意味する。通常、第一の層／ゾーン内のＰＧＭ成分の総量は、第二の層／ゾーン内のＰＧＭ成分の総量とは異なる。

第一の層／ゾーンと第二の層／ゾーンの両方がそれぞれ唯一のＰＧＭ成分としてＰｄ成分を含む場合、好ましくは第一の層／ゾーンは、第２の担体材料を含み、且つ／又は第二の層／ゾーンは、第２の担体材料を含む。第２の担体材料は、セリア、セリア−ジルコニア、アルミナ又はシリカ−アルミナであることが好ましい。第２の担体材料はセリアでもよい。第２の担体材料はセリア−ジルコニアでもよい。第２の担体材料はアルミナでもよい。第２の担体材料はシリカ−アルミナでもよい。

第１から第５の実施態様において、第一の層／ゾーンは、アルカリ土類金属成分を含んでもよく、且つ／又は第二の層／ゾーンは、アルカリ土類金属成分を含んでもよい。第一の層／ゾーンがアルカリ土類金属成分を含む場合、第二の層／ゾーンは、アルカリ土類金属成分を含んでいなくてもよい。あるいは、第二の層／ゾーンがアルカリ土類金属成分を含む場合、第一の層／ゾーンは、アルカリ土類金属成分を含んでいなくてもよい。

第１から第５の実施態様において、第一の層／ゾーンは、改質アルミナを含む担体材料を含んでもよく、且つ／又は第二の層／ゾーンは、改質アルミナを含む担体材料を含んでもよい。通常、白金（Ｐｔ）成分を含む層又はゾーンは、改質アルミナを含む担体材料も含むことが好ましい。

第１から第５の実施態様において、第一の層／ゾーンは、第２の担体材料を含んでもよく、且つ／又は第二の層／ゾーンは、第２の担体材料を含んでもよい。第一の層／ゾーン及び第二の層／ゾーンは、異なる担体材料を含んでもよい。第２の担体材料、及び改質アルミナを含む担体材料は、異なる層／ゾーン内にあることが好ましい。

通常、アルカリ土類金属成分、及び改質アルミナを含む担体材料は、同じ層／ゾーンのうちの少なくとも１つにおいて存在する。

第一の層／ゾーンがアルカリ土類金属成分を含む場合、通常、第一層内のアルカリ土類金属成分の質量と白金族金属（ＰＧＭ）成分の質量の比は、０．２５：１−２０：１、好ましくは０．５：１−１７：１、より好ましくは１：１−１５：１、特に１．５：１−１０：１、更により好ましくは２：１−７．５：１、更により好ましくは２．５：１−５：１である。

第二の層／ゾーンがアルカリ土類金属成分を含む場合、通常、第二層内のアルカリ土類金属成分の質量と白金族金属（ＰＧＭ）成分の質量の比は、０．２５：１−２０：１、好ましくは０．５：１−１７：１、より好ましくは１：１−１５：１、特に１．５：１−１０：１、更により好ましくは２：１−７．５：１、更により好ましくは２．５：１−５：１である。

第１から第５の実施態様において、第一の層／ゾーンは、更に貴金属成分、及び／又は酸素貯蔵材料、及び／又は炭化水素吸着剤を含んでもよい。好ましくは、第一の層／ゾーンは、更に炭化水素吸着剤を含む。

第１から第５の実施態様において、第二の層／ゾーンは、更に貴金属成分、及び／又は酸素貯蔵材料、及び／又は炭化水素吸着剤を含んでもよい。好ましくは、第二の層／ゾーンは、更に炭化水素吸着剤を含む。

第１の実施態様における１つの配置において、第一の層／ゾーンは、通常、Ｐｄ成分、Ｐｔ成分、アルカリ土類金属成分、及び改質アルミナを含む担体材料を含み、第二の層／ゾーンは、Ｐｔ成分、及び第２の担体材料、又は改質アルミナを含む担体材料のいずれか、及び任意選択的にアルカリ土類金属成分を含む。第二の層／ゾーンが第２の担体材料を含む場合、好ましくは第２の担体材料はアルミナである。

第４の実施態様における１つの配置において、第一の層／ゾーンは、Ｐｔ成分、Ｐｄ成分、アルカリ土類金属成分、及び改質アルミナを含む担体材料を含み、第二の層／ゾーンは、Ｐｔ成分、Ｐｄ成分、及び第２の担体材料、又は改質アルミナを含む担体材料のいずれか、及び任意選択的にアルカリ土類金属成分を含む。第二の層／ゾーン内のＰｔ成分と第二層内のＰｄ成分の質量比は、≦１０：１（例えば、１０：１−１：２）、より好ましくは≦１５：２（例えば、７．５：１−１：１．５）、更により好ましくは≦５：１（例えば、５：１−１．５：１）であることが好ましい。第二の層／ゾーンが第２の担体材料を含む場合、好ましくは第２の担体材料はアルミナである。

第一層が第一ゾーン、第二層が第二ゾーンである場合、（ａ）第１及び第３の実施態様において、第一の層／ゾーンは、第二の層／ゾーンの上流にあることが好ましく、（ｂ）第２の実施態様において、第二の層／ゾーンは、第一の層／ゾーンの上流にあることが好ましく、（ｃ）第５の実施態様において、第２の担体材料を含む層／ゾーンは、改質アルミナを含む担体材料を含む層／ゾーンの上流にあることが好ましい。

実施態様において、第２の担体材料がある場合、特に第２の担体材料がセリア又はセリア−ジルコニアのいずれかである場合、第２の担体材料を含む層又はゾーンを、他の層又はゾーンの後に排気ガスと接触するよう配置することが有利なことがある。従って、第２の担体材料がある場合、特に第２の担体材料がセリア又はセリア−ジルコニアである場合、（ａ）第１及び第３の実施態様において、第一の層／ゾーンは、第二の層／ゾーンの下流にあることが好ましく、（ｂ）第２の実施態様において、第二の層／ゾーンは、第一の層／ゾーンの下流にあることが好ましく、（ｃ）第５の実施態様において、第２の担体材料を含む層／ゾーンは、改質アルミナを含む担体材料を含む層／ゾーンの下流にあることが好ましい。

通常、本発明の酸化触媒は、ロジウムを含んでも、含んでいなくてもよい。酸化触媒は、ルテニウム、ロジウム及びイリジウムを含まないことが好ましい。

本発明における使用のための酸化触媒の別の一般的な特徴は、セリウム又はセリアが存在する場合、通常、担体材料のヘテロ原子成分のみがセリウム又はセリアを含むということである。本発明の酸化触媒は、特に担体材料として、又は酸素貯蔵材料としてセリアを含まないことが更に好ましい。

本発明の酸化触媒の更に一般的な特徴は、アルカリ金属、特にナトリウム又はカリウム、特にカリウムが存在する場合、好ましくは炭化水素吸着剤のみが、特に炭化水素吸着剤がゼオライトである場合、アルカリ金属を含むということである。本発明における使用のための酸化触媒は、アルカリ金属、特にナトリウム又はカリウムを含まないことが更に好ましい。

本発明の別の一般的な特徴は、本発明における使用のための酸化触媒は、ＮＯ_ｘ吸着組成物を含まないということである。従って、本発明の酸化触媒は、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＯ_ｘトラップとしても知られる）でないか、又はＮＯ_ｘ吸着触媒として使用するためのものでないことが好ましい。

本発明の第１の態様は、上で定義した酸化触媒を含むキャタライズド・スート・フィルターに関する。本発明の第２の態様は、ディーゼルエンジン等の圧縮着火機関のための排気システムに関し、このシステムは、上で定義したキャタライズド・スート・フィルターを含む。本発明の第５の態様は、キャタライズド・スート・フィルターの使用に関する。本発明における使用のための酸化触媒の有利な活性、特に、その低ＣＯ「ライトオフ」温度により、特定の他の排出制御装置と組み合わせた使用に特に適したものになる。

本発明の第２の態様は、本発明によるキャタライズド・スート・フィルターを含む排気システムに関する。通常、本発明による排気システムは、好ましくは、本発明によるＣＳＦの上流又は下流のいずれかに位置する分離した基材モノリス上に配される少なくとも１つの排出制御装置を更に含んでもよく、又は、キャタライズド・スート・フィルターは、本発明によるＣＳＦの上流又は下流のいずれかに位置する分離した基材モノリス上に配される少なくとも１つの排出制御装置と組み合わせた使用のためのものである。排出制御装置は、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）（すなわち、非触媒フィルターで、これは、未被膜フィルター、又は無触媒ウォッシュコート、例えば、アルミナ又は本明細書において下に記述するものでウォッシュコートされたフィルターでもよい）、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）、リーンＮＯ_ｘ触媒（ＬＮＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元触媒で触媒化されたフィルター、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）及びその２つ以上の組み合わせから選択されてもよい。ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）、リーンＮＯ_ｘ触媒（ＬＮＣ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）、及び選択的触媒還元触媒で触媒化されたフィルターという用語で表されている排出制御装置は、すべて当技術分野においてよく知られている。

非常に好ましい本発明による排気システムは、キャタライズド・スート・フィルターの上流に配される分離したフロースルー基材モノリス上に配されるディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）を含む。ディーゼル酸化触媒組成物は、本明細書に記述される酸化触媒、すなわち、白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、及びその組み合わせからなる群から選択される白金族金属（ＰＧＭ）成分、アルカリ土類金属成分、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む担体材料であり得る。しかし、ＮＯの酸化に対して活性があり、それにより、よく知られているＣＲＴ（登録商標）技術の効果、すなわち、ＮＯ_２＋Ｃ→ＣＯ＋ＮＯにより、下流ＣＳＦ装置上に捕集される粒子状物質の受動燃焼のためＮＯ_２を生成するＤＯＣ組成物を使用することが好ましい。従って、ＮＯの酸化を促進するために、アルカリ土類添加量が少ないことが好ましく、又は、１つの実施態様において、上流ＤＯＣは、実質的にアルカリ土類金属を含まない。このような「無アルカリ土類金属」ＤＯＣは、代わりに、本明細書の酸化触媒について記述される組成物を有し得る。

フロースルーモノリスは、通常、それを通じて延びる複数のチャンネルを有するハニカムモノリス（例えば、金属又はセラミックハニカムモノリス）を含み、これらのチャンネルは、両端部が開いている。基材がフロースルーモノリスである場合、本発明の酸化触媒は、通常、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）であるか、又は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）として使用するためのものである。

本発明によるキャタライズド・スート・フィルターと共に使用するための排出制御装置、又は本発明の排気システム内に含むための排出制御装置の例は、以下に規定される。

ディーゼルパティキュレートフィルターの触媒組成物は、ＮＯ_ｘ吸着組成物であってもよい。触媒組成物がＮＯ_ｘ吸着組成物である場合、排出制御装置はＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の一例である。触媒組成物がＮＯ_ｘ吸着組成物である排出制御装置は、記述されてきている（例えば、欧州特許第０７６６９９３号を参照）。ＮＯ_ｘ吸着組成物は当技術分野においてよく知られている（例えば、欧州特許第０７６６９９３号及び米国特許第５４７３８８７号を参照）。ＮＯ_ｘ吸着組成物は、リーン（希薄な）排気ガス（ラムダ＞１）からＮＯ_ｘを吸着し、排気ガス中の酸素濃度が低下した場合にＮＯ_ｘを脱着するよう設計されている。次いで、脱着されたＮＯ_ｘは、ロジウム等のＮＯ_ｘ吸着組成物自体の触媒成分、又はＮＯ_ｘ吸着組成物の下流に位置する触媒成分により促進されて、適した還元剤（例えば、エンジン燃料）でＮ_２に還元されてもよい。

ハニカムフロースルーモノリス基材上に被膜された最近のＮＯ_ｘ吸収剤触媒は、通常、層状配置で配置されている。しかし、フィルター基材上に施された複数の層は、背圧の問題を生み出すおそれがある。従って、本発明における使用のためのＮＯ_ｘ吸収剤触媒が「単一層」ＮＯ_ｘ吸収剤触媒であると非常に好ましい。特に好ましい「単一層」ＮＯ_ｘ吸収剤触媒は、セリア−ジルコニア混合酸化物上、又は任意選択的に安定化した（例えば、シリカ又はランタナ又は別の希土類元素を用いて安定化した）アルミナ上に担持されたロジウムの第１の成分を、白金及び／又はパラジウムを担持する第２の成分と組み合わせて含む。第２の成分は、アルミナベースの高表面積担体上に担持された白金及び／又はパラジウム、並びに粒子状「バルク」セリア（ＣｅＯ_２）成分、すなわち、粒子状担体上に担持された可溶なセリアではなく、従って、Ｐｔ及び／又はＰｄを担持可能な「バルク」セリアを含む。粒子状セリアは、ＮＯ_ｘ吸収剤成分を含み、且つ、白金及び／又はパラジウムに加えて、アルカリ土類金属及び／又はアルカリ金属、好ましくはバリウムを担持する。アルミナベースの高表面積担体は、例えば、アルミン酸マグネシウム、例えば、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４であり得る。

好ましい「単一層」ＮＡＣ組成物は、ロジウム、並びに白金及び／又はパラジウム担体成分の混合物を含む。これらの成分は、混合物に合わせる前に、別々に調製され得、すなわち、事前に生成され得、又はロジウム、白金塩とパラジウム塩及び担体及び他の成分を合わせて、ロジウム、白金及びパラジウム成分を優先的に加水分解し、所望の担体上に担持され得る。

通常、ＮＯ_ｘ吸着組成物は、アルカリ金属成分、アルカリ土類金属成分又は希土類金属成分、あるいはその２つ以上の成分の組み合わせを含み、希土類金属成分は、ランタン又はイットリウムを含む。アルカリ金属成分は、カリウム又はナトリウム、より好ましくはカリウムを含むことが好ましい。アルカリ土類金属成分は、バリウム又はストロンチウム、より好ましくはバリウムを含むことが好ましい。

ＮＯ_ｘ吸着組成物は、更に、担体材料及び／又は触媒金属成分を含んでもよい。担体材料は、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア及びその混合物から選択されてもよい。触媒金属成分は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）及びその２つ以上の組み合わせから選択される金属を含んでもよい。

リーンＮＯ_ｘ触媒（ＬＮＣ）は、当技術分野においてよく知られている。好ましいリーンＮＯ_ｘ触媒（ＬＮＣ）は、（ａ）アルミナ上に担持された白金（Ｐｔ）、又は（ｂ）銅交換ゼオライト、特に銅交換ＺＳＭ−５のいずれかを含む。

また、ＳＣＲ触媒も当技術分野においてよく知られている。好ましくは、ＳＣＲ触媒を含む基材モノリス、又はＳＣＲ触媒を含むフィルターは、本発明によるＣＳＦ（又は、好ましい実施態様において、ＤＯＣ＋ＣＳＦの組み合わせ）の下流に配される。本発明の排気システムがＳＣＲ触媒を含む場合、排気システムは、更に、アンモニア等の含窒素還元剤、あるいは尿素又はギ酸アンモニウム等のアンモニア前駆体、好ましくは尿素を、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）を酸化するための触媒の下流、且つＳＣＲ触媒の上流で排気ガス中に注入するためのインジェクタを含んでもよい。このようなインジェクタは、このような含窒素還元剤前駆体の供給源、例えば、そのタンクと流体的に接続しており、排気流中への弁で制御された前駆体の投入は、適切にプログラムされたエンジン管理手段、及び関連する排気ガス組成物のセンサー監視によりもたらされる閉ループ又は開ループフィードバックにより調節される。また、アンモニアはカルバミン酸アンモニウム（固体）を加熱することにより生成され得、生成したアンモニアは排気ガス中に注入され得る。

インジェクタの代わりに、又はインジェクタに加えて、アンモニアは、例えば、フィルターの上流に配されるＮＡＣのリッチ再生中に、又は、フィルターの上流に配されるＤＯＣをエンジン由来のリッチな排気ガスと接触させることにより、その場で生成され得る（本明細書で上述の反応（４）及び（５）の代替を参照）。

本発明における使用のためのＳＣＲ触媒は、２ＮＨ_３＋２ＮＯ_２→Ｎ_２Ｏ＋３Ｈ_２Ｏ＋Ｎ_２等の望ましくない非選択的な副反応に優先して、４ＮＨ_３＋４ＮＯ＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ（すなわち、ＮＨ_３：ＮＯは１：１）、４ＮＨ_３＋２ＮＯ＋２ＮＯ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ（すなわち、ＮＨ_３：ＮＯ_ｘは１：１）、及び８ＮＨ_３＋６ＮＯ_２→７Ｎ_２＋１２Ｈ_２Ｏ（すなわち、ＮＨ_３：ＮＯ_ｘは４：３）の反応を選択的に促進する。

ＳＣＲ触媒は、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｌａ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｖ、ランタニド、及びＦｅ等の第ＶＩＩＩ族遷移金属のうち少なくとも１つからなる群から選択される金属を含んでもよく、この金属は、耐熱酸化物又はモレキュラーシーブ上に担持される。特に好ましい金属は、Ｃｅ、Ｆｅ及びＣｕ並びにその任意の２つ以上の組み合わせである。

耐熱酸化物は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２及びその２つ以上を含む混合酸化物からなる群から選択されてもよい。非ゼオライト触媒は、酸化タングステン、例えば、Ｖ_２Ｏ_５ＡＶＯ_３／ＴｉＯ_２、ＷＯ_ｘ／ＣｅＺｒＯ_２、ＷＯ_ｘ／ＺｒＯ_２又はＦｅ／ＷＯ_ｘ／ＺｒＯ_２も含み得る。

ＳＣＲ触媒又はそのウォッシュコートが、アルミノケイ酸ゼオライト又はＳＡＰＯ等の少なくとも１つのモレキュラーシーブを含むことは、特に好ましい。少なくとも１つのモレキュラーシーブは、例えば、小細孔、中細孔又は大細孔モレキュラーシーブであり得る。本発明者らは、本明細書において、「小細孔モレキュラーシーブ」により、ＣＨＡ等、８個の最大環サイズを含むモレキュラーシーブを意味し、本明細書において、「中細孔モレキュラーシーブ」により、ＺＳＭ−５等、１０個の最大環サイズを含むモレキュラーシーブを本発明者らは意味し、本明細書において、「大細孔モレキュラーシーブ」により、ｂｅｔａ等、１２個の最大環サイズを有するモレキュラーシーブを意味する。小細孔モレキュラーシーブは、ＳＣＲ触媒における使用に潜在的に有利である（例えば、国際公開第２００８／１３２４５２号を参照）。

本発明におけるＳＣＲ触媒としての用途を持つ好ましいモレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−２０、ＺＳＭ−３４を含むＥＲＩ、モルデン沸石、フェリエライト、Ｂｅｔａを含むＢＥＡ、Ｙ、ＣＨＡ、Ｎｕ−３を含むＬＥＶ、ＭＣＭ−２２及びＥＵ−１からなる群から選択される合成アルミノケイ酸ゼオライトのモレキュラーシーブであり、好ましくはＡＥＩ又はＣＨＡであり、約１５−約４０等、約１０−約５０のシリカ対アルミナ比を有する。

その最も基本的なもので、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）は、上流ＳＣＲ又は未反応のＳＣＲキャタライズド・フィルターを通過するアンモニアを酸化するための酸化触媒であり得る。望ましい（簡略化された）反応は、４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏと表され得る。アンモニアは臭いの強い化合物で、動物の粘膜表面、例えば、眼及び呼吸器経路を刺激する可能性があるため、その大気への排出は、可能な限り制限されるべきである。可能性のあるアンモニアスリップ触媒は、好ましくはＰｔを、例えば１−１５ｇ／ｆｔ^３含む比較的低添加量の白金族金属を、適した比較的高表面積の酸化物担体上、例えば、適した基材モノリス上に被膜されたアルミナ上に含む。

しかし、特に好ましい配置において、白金族金属及び担体材料（例えば、ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナを含む）は、第一層を覆っている上部で第二層の下の第一層内の基材（すなわち、基材モノリス）上に配される。第二層は、本明細書で先に述べたＳＣＲ触媒のいずれか、特に、Ｃｕ又はＦｅ等の遷移金属を含むモレキュラーシーブから選択されるＳＣＲ触媒である。層状配置の特に好ましいＡＳＣは、第二層、すなわち上部の層内にＣｕＣＨＡを含む。

第１の排気システムの実施態様において、排気システムは、ＤＯＣを含む上流に配される基材モノリスと共に、本発明によるキャタライズド・スート・フィルターを含む。このような配置は、ＤＯＣ／ＣＳＦと呼ばれ得る。酸化触媒の後に、通常、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）の上流にある）。従って、例えば、酸化触媒の出口は、キャタライズド・スート・フィルターの入口に接続される。

第１の排気システムの実施態様は、更に、リーンＮＯ_ｘ触媒（ＬＮＣ）を含んでもよい。従って実施態様は、更に、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）及び本発明によるキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）と組み合わせた圧縮着火機関からの排気ガスを処理するための酸化触媒の使用に関する。通常、ＤＯＣの後に、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）が続き（例えば、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の上流にある）、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の後に、本発明によるキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、本発明によるキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）の上流にある）。通常、ＤＯＣ、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）及びキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）は、直列に接続される。従って、例えば、ＤＯＣの出口は、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の入口に接続され、ＮＯ_ｘ吸着触媒の出口は、本発明によるキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）の入口に接続される。このような配置は、ＤＯＣ／ＮＡＣ／ＣＳＦと呼ばれ得る。

第２の排気システムの実施態様において、排気システムは、ディーゼル酸化触媒、及び本発明のキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）を含む。また、この配置は、ＤＯＣ／ＣＳＦ配置とも呼ばれ得る。実施態様は、更に、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）と組み合わせた、圧縮着火機関からの排気ガスを処理するための本発明によるキャタライズド・スート・フィルターの使用に関する。通常、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の後に、本発明によるキャタライズド・スート・フィルターが続く（例えば、本発明によるキャタライズド・スート・フィルターの上流にある）。従って、ディーゼル酸化触媒の出口は、本発明のキャタライズド・スート・フィルターの入口に接続される。

第３の排気システムの実施態様は、ＤＯＣ、本発明によるキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒を含む排気システムに関する。このような配置は、ＤＯＣ／ＣＳＦ／ＳＣＲと呼ばれ得、高負荷ディーゼル車両又は軽負荷ディーゼル車両、好ましくは軽負荷ディーゼル車両のための排気システムにおいて使用され得る。また、この実施態様は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と組み合わせた圧縮着火機関からの排気ガスを処理するための本発明のキャタライズド・スート・フィルターの使用に関する。ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）の後に、通常、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）の上流にある）。キャタライズド・スート・フィルターの後に、通常、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の上流にある）。含窒素還元剤インジェクタは、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配列されてもよい。従って、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）の後に、含窒素還元剤インジェクタが続いてもよく（例えば、含窒素還元剤インジェクタの上流にある）、含窒素還元剤インジェクタの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の上流にある）。

第４の排気システムの実施態様は、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）、本発明のキャタライズド・スート・フィルター及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒を含む排気システムに関する。また、これもＮＡＣ／ＣＳＦ／ＳＣＲ配置である。この実施態様の別の態様は、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と組み合わせた圧縮着火機関からの排気ガスを処理するためのキャタライズド・スート・フィルターの使用に関する。ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の後に、通常、本発明のキャタライズド・スート・フィルターが続く（例えば、本発明のキャタライズド・スート・フィルターの上流にある）。本発明のキャタライズド・スート・フィルターの後に、通常、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の上流にある）。含窒素還元剤インジェクタは、酸化触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配列されてもよい。従って、酸化触媒の後に、含窒素還元剤インジェクタが続いてもよく（例えば、含窒素還元剤インジェクタの上流にある）、含窒素還元剤インジェクタの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の上流にある）。含窒素還元剤インジェクタの代わりに、又は含窒素還元剤インジェクタに加えて、アンモニアは、例えば、フィルターの上流に配されるＮＡＣのリッチ再生中にその場で生成され得る。

第５の排気システムの実施態様において、排気システムは、本発明の酸化触媒を好ましくはＤＯＣとして含み、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、及びキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）のいずれかを含む。配置は、ＤＯＣ／ＳＣＲ／ＣＳＦ又はＤＯＣ／ＳＣＲ／ＤＰＦのいずれかである。また、この実施態様は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、及びキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）又はディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）のいずれかと組み合わせた圧縮着火機関からの排気ガスを処理するための酸化触媒の使用に関し、好ましくは、酸化触媒は、ディーゼル酸化触媒であるか、又は、ディーゼル酸化触媒として使用するためのものである。

第５の排気システムの実施態様において、本発明のキャタライズド・スート・フィルターの後に、通常、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の上流にある）。含窒素還元剤インジェクタは、酸化触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配列されてもよい。従って、本発明のキャタライズド・スート・フィルターの後に、含窒素還元剤インジェクタが続いてもよく（例えば、含窒素還元剤インジェクタの上流にある）、含窒素還元剤インジェクタの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の上流にある）。選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の後に、本発明のキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、本発明のキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）の上流にある）。

第６の排気システムの実施態様は、本発明のキャタライズド・スート・フィルター、及び選択的触媒還元触媒を含むフィルターを含む。このような配置は、ＣＳＦ／ＳＣＲフィルターと呼ばれ得る。また、この実施態様は、選択的触媒還元フィルター触媒と組み合わせた圧縮着火機関からの排気ガスを処理するためのキャタライズド・スート・フィルターの使用に関する。本発明のキャタライズド・スート・フィルターの後に、通常、選択的触媒還元フィルター触媒が続く（例えば、選択的触媒還元フィルター触媒の上流にある）。含窒素還元剤インジェクタは、本発明のキャタライズド・スート・フィルターと選択的触媒還元フィルター触媒の間に配列されてもよい。従って、本発明のキャタライズド・スート・フィルターの後に、含窒素還元剤インジェクタが続いてもよく（例えば、含窒素還元剤インジェクタの上流にある）、含窒素還元剤インジェクタの後に、選択的触媒還元フィルター触媒が続いてもよい（例えば、選択的触媒還元フィルター触媒の上流にある）。

第７の排気システムの実施態様において、排気システムは、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）及び、本発明のキャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）を含む。また、この配置は、ＮＡＣ／ＣＳＦ配置とも呼ばれ得る。実施態様は、更に、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）と組み合わせた圧縮着火機関からの排気ガスを処理するためのキャタライズド・スート・フィルターの使用に関する。通常、キャタライズド・スート・フィルター（ＣＳＦ）は、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の下流にある。従って、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の出口は、本発明のキャタライズド・スート・フィルターの入口に接続される。

第７の排気システムの実施態様は、更に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒を含んでもよい。従って、実施態様は、更に、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒と組み合わせた圧縮着火機関からの排気ガスを処理するためのキャタライズド・スート・フィルターの使用に関する。通常、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の後に、本発明のキャタライズド・スート・フィルターが続き（例えば、本発明のキャタライズド・スート・フィルターの上流にある）、本発明のキャタライズド・スート・フィルターの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の上流にある）。このような配置は、ＮＡＣ／ＣＳＦ／ＳＣＲと呼ばれ得る。含窒素還元剤インジェクタは、キャタライズド・スート・フィルターと選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間に配列されてもよい。従って、キャタライズド・スート・フィルターの後に、含窒素還元剤インジェクタが続いてもよく（例えば、含窒素還元剤インジェクタの上流にある）、含窒素還元剤インジェクタの後に、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の上流にある）。含窒素還元剤インジェクタの代わりに、又は含窒素還元剤インジェクタに加えて、アンモニアは、例えば、フィルターの上流に配されるＮＡＣのリッチ再生中にその場で生成され得る。

ＳＣＲ触媒を用いる第７の排気システムの実施態様において、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）、キャタライズド・スート・フィルター及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒は、通常、酸化触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の間で接続される任意選択の含窒素還元剤インジェクタと直列に接続される。従って、例えば、ＮＯ_ｘ吸着触媒（ＮＡＣ）の出口は、キャタライズド・スート・フィルターの入口に接続され、キャタライズド・スート・フィルターの出口は、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒の入口に接続される。

ＳＣＲ触媒を含む先に記述した第１から第７のいずれか１つの排気システムの実施態様（ＳＣＲキャタライズド・フィルターを含む）において、ＡＳＣ触媒は、ＳＣＲ触媒又はＳＣＲキャタライズド・フィルターから下流に配され得て（例えば、分離した基材モノリスとして）、あるいは、より好ましくは、下流のゾーン、又はＳＣＲ触媒を含む基材モノリスの後端部は、ＡＳＣのための担体として使用され得る。

本発明の第３の態様は、本発明の第２の態様による排気システムを含む圧縮着火機関を提供する。圧縮着火機関は、均一予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）エンジン又は予混合圧縮着火機関（ＰＣＣＩ）（ＤｉｅｓｅｌＮｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｕｉｄｅ “Ｅｎｇｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ”， Ｒｅｖｉｓｉｏｎ ２０１０．１２ａを参照）、あるいは更に従来型のポート燃料噴射タイプの圧縮着火機関であり得る。

本発明の第４の態様は、圧縮着火機関、及び圧縮着火機関のための排気システムを含む車両に関する。通常、圧縮着火機関はディーゼルエンジンである。

車両は、米国又は欧州の規制において定義されるような軽負荷ディーゼル車両（ＬＤＶ）であってもよい。軽負荷ディーゼル車両は、通常、２８４０ｋｇ未満の重量、より好ましくは２６１０ｋｇ未満の重量を有する。

米国において、軽負荷ディーゼル車両（ＬＤＶ）は、８５００ポンド（ＵＳポンド）以下の総重量を有するディーゼル車両を指す。欧州において、軽負荷ディーゼル車両（ＬＤＶ）という用語は、（ｉ）運転席の他に８席を超えない座席を含み、５メートルトンを超えない最大質量を有する乗用車両、及び（ｉｉ）１２メートルトンを超えない最大質量を有する物品を輸送するための車両を指す。

あるいは、車両は、８５００ポンド（ＵＳポンド）を超える総重量を有するディーゼル車両等、米国の規制において定義されている高負荷ディーゼル車両（ＨＤＶ）であってもよい。

第５の態様は、一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）を酸化し、圧縮着火機関からの排気ガス中のＮＯ_２の排出を低減するための本発明の第１の態様によるキャタライズド・スート・フィルターの使用に関し、また、本発明の第６の態様は、圧縮着火機関からの排気ガスを処理する方法に関し、この方法は、排気ガスを、本発明の第１の態様によるキャタライズド・スート・フィルターと接触させる工程を含む。

通常、使用及び対応する方法は、圧縮着火機関から直接の排気ガスをキャタライズド・スート・フィルターと接触させる工程を含む。従って、排気ガスを酸化触媒と接触させる前に、別の炭化水素（ＨＣ）を、通常、排気ガスに注入しないことが好ましい。排気ガス中の炭化水素の量は、通常、排気ガスを酸化触媒と接触させる前に、メタンに換算して、好ましくは体積で１，０００ｐｐｍ未満、より好ましくは体積で９５０ｐｐｍ未満、更により好ましくは７５０ｐｐｍ未満である。
定義

誤解を避けるために、用語「ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナ」は、「純粋な」アルミナ（すなわち、純度≧９９．９％のアルミナ）、シリカとアルミナの混合物又はゼオライト等のアルミナとヘテロ原子成分の混合物を包含しない。「ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナ」の文脈において、重量％での任意の量は、元素、イオン又は化合物に関わらず、アルミナのホスト格子内に存在するヘテロ原子成分の量を指し、残りの部分は実質的にアルミナからなる。

用語「ヘテロ原子成分でドープされたアルミナ」は、通常、ヘテロ原子成分でドープされた置換であるか、又は格子間でドープされた置換であるアルミナのホスト格子を含む材料を指す。いくつかの例において、アルミナの表面に少量のヘテロ原子成分が（すなわち、ドーパントとして）存在してもよい。しかし、大部分のドーパントは、通常、アルミナのホスト格子体内に存在することになる。ヘテロ原子成分でドープされたアルミナは、通常、市販されており、あるいは当技術分野においてよく知られている通常の方法、又は米国特許第５０４５５１９号に記載されている方法を用いることにより調製され得る。

本明細書において用いられる用語「アルカリ土類金属成分」は、通常、別段の指定がない限り、周期表の第２族元素又はイオン、周期表の第２族元素又はイオンを含む化合物、あるいは周期表の第２族元素を含む金属合金を指す。用語「アルカリ土類金属成分」は、通常、「ヘテロ原子成分を取り込んでいる改質アルミナ」を含まない。「アルカリ土類金属成分」は、本明細書に記述される「ヘテロ原子成分でドープされたアルミナ」又は「アルミン酸のアルカリ土類金属塩」ではない。

通常、「アルカリ土類金属成分」は、（ｉ）アルカリ土類金属を含む化合物、及び／又は（ｉｉ）アルカリ土類金属を含む金属合金である。アルカリ土類金属を含む化合物において、アルカリ土類金属は、通常、カチオンとして存在する。化合物は、例えば、アルカリ土類金属の酸化物、硝酸のアルカリ土類金属塩、炭酸のアルカリ土類金属塩又はアルカリ土類金属の水酸化物であってもよい。金属合金において、アルカリ土類金属は、通常、元素の形態で（すなわち、金属として）存在する。アルカリ土類金属成分は、好ましくはアルカリ土類金属を含む化合物、より好ましくは単一のアルカリ土類金属を含む化合物である。

本明細書において用いられる用語「白金族金属（ＰＧＭ）」は、通常、別段の指定がない限り、白金又はパラジウムを指す。誤解を避けるために、この用語は、通常、ロジウムを含まない。

本明細書において用いられる用語「白金族金属（ＰＧＭ）成分」は、元素のＰＧＭ（例えば、ＰＧＭ金属）、ＰＧＭイオン（例えば、Ｐｔ^２＋等のカチオン）、ＰＧＭを含む化合物（例えば、ＰＧＭ塩、又はＰＧＭの酸化物）、又はＰＧＭを含む合金（例えば、白金−パラジウム合金）等、白金族金属（ＰＧＭ）を含む任意の部分を指す。本明細書において用いられる用語「白金（Ｐｔ）成分」は、元素の白金（例えば、白金金属）、白金イオン（例えば、Ｐｔ^２＋等のカチオン）、白金の化合物（例えば、白金塩、又は白金の酸化物）、又は白金を含む合金（例えば、白金−パラジウム合金）等、白金を含む任意の部分を指す。本明細書において用いられる用語「パラジウム（Ｐｄ）成分」は、元素のパラジウム（例えば、パラジウム金属）、パラジウムイオン（例えば、Ｐｄ^２＋等のカチオン）、パラジウムの化合物（例えば、パラジウム塩、又はパラジウムの酸化物）、又はパラジウムを含む合金（例えば、白金−パラジウム合金）等、パラジウムを含む任意の部分を指す。

「白金（Ｐｔ）成分」は、通常、白金金属、又は白金を含む合金、特に白金−パラジウム合金である。好ましくは、「白金（Ｐｔ）成分」は白金金属である。

「パラジウム（Ｐｄ）成分」は、通常、パラジウム金属、酸化パラジウム、又はパラジウムを含む合金、特に白金−パラジウム合金である。好ましくは、「パラジウム（Ｐｄ）成分」はパラジウム金属である。

本明細書において用いられる用語「貴金属成分」は、貴金属の元素の形態、貴金属のイオン、貴金属の化合物、又は貴金属を含む合金（例えば、貴金属−白金合金又は貴金属−パラジウム合金）等、貴金属を含む任意の部分を指す。「貴金属成分」は、貴金属自体（すなわち、元素の形態）、又は貴金属を含む合金であることが好ましい。より好ましくは、「貴金属成分」は、貴金属自体（すなわち、元素の形態）である。

本明細書において用いられる「白金族金属（ＰＧＭ）成分」、「白金（Ｐｔ）成分」、「パラジウム（Ｐｄ）成分」、「アルカリ土類金属成分」又は「貴金属成分」の量についてのいかなる言及も、通常、それぞれ、存在するＰＧＭ、白金、パラジウム、アルカリ土類金属又は貴金属の量を指す。従って、例えば、「白金族金属（ＰＧＭ）成分」、「白金（Ｐｔ）成分」、「パラジウム（Ｐｄ）成分」、「アルカリ土類金属成分」又は「貴金属成分」が、それぞれ、ＰＧＭ、白金、パラジウム、アルカリ土類金属又は貴金属を含む化合物である場合、記載した量は、存在する上記金属の総量を指すのみであり、化合物の他の成分を含まない。

ｇ／ｆｔ^３又はｇ／ｉｎ^３の単位で記載された量は、通常、用いられる基材の体積に関する。

アルカリ土類金属成分の量に関するもの等、重量％での材料の量へのどのような言及も、通常、材料を含む層／ゾーン（例えば、ウォッシュコート被膜）における全体の重量のパーセントを指す。

本明細書において用いられる用語「実質的に覆う」は、第二層による第一層の表面積の少なくとも９０％の被覆、好ましくは少なくとも９５％の被覆、より好ましくは少なくとも９９％の被覆を指す。

本明細書において用いられる用語「実質的に均一な長さ」は、層の長さの平均値から１０％を超えて外れず、好ましくは５％を超えて外れず、より好ましくは１％を超えて外れない層の長さを指す。

本明細書において用いられる表現「実質的に〜なる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）」は、特定の材料又は工程を含むために特徴の範囲を制限し、例えば少量の不純物等、その特徴の基本特性に実質的に影響を与えない任意の他の材料又は工程を制限する。表現「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」は、表現「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」を包含する。

本明細書において用いられる用語「ゾーン」は、基材の全長よりも短い長さを有するウォッシュコート領域又は層を指す。通常、「ゾーン」は実質的に均一な長さを有する。この用語は、通常、２つ以上のウォッシュコート領域又は層が、同じ基材上に横に並んだ配置を指す。

本発明がより十分に理解されるために、例示のみのために以下の添付図面を参照して、実施例を以下に記載する。

様々な量の白金及びパラジウムを含む触媒組成物における５０％転換（ＣＯ Ｔ_５０）時の一酸化炭素「ライトオフ」温度（℃）の測定値を示す棒グラフである。ｘ軸は、組成物中の白金族金属の総含有量に対する白金の重量％を示す。ｘ軸上の各点において、（左から）１番目の棒は、標準的なアルミナを含み、バリウムを含まない試料を表し、２番目の棒は、アルミナとバリウムを含む試料を表し、３番目の棒は、改質アルミナを含み、バリウムを含まない試料を表し、４番目の棒は、改質アルミナとバリウムを含む試料を表す。 硫黄１０ｐｐｍ未満の燃料で動作するベンチ取り付けＥｕｒｏ５ターボチャージャー付きディーゼルエンジンで試験したときの実施例６、７及び８による触媒組成物における５０％転換（ＣＯ Ｔ_５０）時の一酸化炭素「ライトオフ」温度（℃）の測定値を示す棒グラフである。

実施例１
調製方法
アルカリ土類金属成分、及び担体材料としてヘテロ原子成分でドープされたアルミナを含む試料を以下の通り調製した。

シリカでドープされたアルミナ粉末は、水中でスラリーにされ、ｄ_９０が２０ミクロン未満になるまで粉砕された。酢酸バリウムはスラリーに加えられ、次いで、適量の可溶な白金塩及びパラジウム塩が加えられた。次に、スラリーを撹拌して均質化した。生じたウォッシュコートは、確立された被膜技術を用いて、１平方インチ当たり４００セルを有するコーディエライトフロースルーモノリスに塗布された。部品は乾燥され、５００℃でか焼された。

比較の目的で、担体材料としてヘテロ原子成分でドープされるが、アルカリ土類金属成分のないアルミナを含有する試料も調製された。上述の方法は、酢酸バリウムを添加する工程が省略されたことを除いて、試料を調製するために使用された。

更なる比較例として、アルカリ土類金属成分の有無両方の担体材料として通常のアルミナを含有する試料が、以下の通り調製された。

アルミナ粉末は水中でスラリーにされ、ｄ_９０が２０ミクロン未満になるまで粉砕された。酢酸バリウムはスラリーに加えられ、次いで、適量の可溶な白金塩及びパラジウム塩が加えられた。次に、スラリーを撹拌して均質化した。生じたウォッシュコートは、確立された被膜技術を用いて、１平方インチ当たり４００セルを有するコーディエライトフロースルーモノリスに塗布された。部品は乾燥され、５００℃でか焼された。

アルカリ土類金属成分のない類似のアルミナ試料は、酢酸バリウムの添加工程を省略することにより調製された。

組成物は、総担持量５０ｇ／ｆｔ^３の白金族金属を含有した。バリウムを含有する試料は、１５０ｇ／ｆｔ^３の担持量を供して調製された。５％シリカでドープされたアルミナは、改質アルミナとして使用された。

ＣＯ Ｔ_５０の測定
触媒活性は、合成ガスベンチ活性試験（ＳＣＡＴ）を用いて求めた。試験される部品は、まずコアドリルを用いて中心を取り除かれ、水熱条件（水１０％）を適用してオーブン内で７５０℃で５時間熟成された。熟成された中心部は、模擬触媒活性試験（ＳＣＡＴ）ガス装置内で表１の入口ガス混合物を用いて試験された。それぞれの場合において、残余分は窒素である。

結果
測定の結果を図１に示す。図１は本発明の触媒の改善された活性を示しており、これらは、担持量１５０ｇ／ｆｔ^３で改質アルミナとバリウムの両方を含む。本発明の触媒は、バリウムを含まない比較例の触媒よりも低いＣＯ Ｔ_５０ライトオフ温度を有する。これは、Ｐｔ：Ｐｄの質量比が１：２−２：１の範囲の場合に特に顕著である。担体材料としての通常のアルミナ及びバリウムを含む触媒は、通常のアルミナを含みバリウムのない触媒と比べて、改善されたＣＯ Ｔ_５０ライトオフ温度を示さない。

実施例２
５％シリカでドープされたアルミナ、５０ｇ／ｆｔ^３の総ＰＧＭ担持量で１：１の質量比のＰｔ：Ｐｄ、及び様々な量のバリウムを含有する試料は、上述の方法を用いて調製された。ＣＯ Ｔ_５０ライトオフ温度も上述の同じ手順を用いて測定された。

結果
ＣＯ「ライトオフ」測定の結果を下の表２に示す。

実施例３
調製方法
シリカでドープされたアルミナ粉末は、水中でスラリーにされ、ｄ_９０が２０ミクロン未満になるまで粉砕した。酢酸ストロンチウムがスラリーに加えられ、次いで、適量の可溶な白金塩及びパラジウム塩が加えられた。Ｐｔ：Ｐｄの質量比は、５０ｇ／ｆｔ^３の総ＰＧＭ担持量で１：１であった。次に、スラリーを撹拌して均質化した。生じたウォッシュコートは、確立された被膜技術を用いて、１平方インチ当たり４００セルを有するコーディエライトフロースルーモノリスに塗布された。部品は乾燥され、５００℃でか焼された。ＣＯ Ｔ_５０ライトオフ温度も上述の同一の方法を用いて測定された。

結果
ＣＯ「ライトオフ」測定の結果を下の表３に示す。

ストロンチウムを含有する触媒は、ストロンチウムのない比較例の触媒よりも低いＣＯ Ｔ_５０ライトオフ温度を示す（表２の試料２−１参照）。試料３−１及び３−２は、ＣＯ Ｔ_５０ライトオフ温度の低下が２種類の異なるヘテロ原子がドープされたアルミナを用いて達成されることを示す。担体Ａ１は、５％シリカでドープされたアルミナであり、担体Ａ２は、１０％シリカでドープされたアルミナである。

実施例４
調製方法
マグネシウムでドープされたアルミナ粉末は、水中でスラリーにされ、ｄ_９０が２０ミクロン未満になるまで粉砕した。酢酸バリウムがスラリーに加えられ、次いで、適量の可溶な白金塩及びパラジウム塩が加えられた。Ｐｔ：Ｐｄの質量比は、５０ｇ／ｆｔ^３の総ＰＧＭ担持量で２：１であった。次に、スラリーを撹拌して均質化した。生じたウォッシュコートは、確立された被膜技術を用いて、１平方インチ当たり４００セルを有するコーディエライトフロースルーモノリスに塗布された。部品は乾燥され、５００℃でか焼された。

比較の目的で、担体材料としてマグネシウムがドープされアルカリ土類金属のないアルミナを含有する触媒は、酢酸バリウムの添加工程を省略されたことを除き、同一の方法で調製された。

ＣＯ Ｔ_５０ライトオフ温度も上述の方法を用いて測定された。

結果
ＣＯ「ライトオフ」測定の結果を下の表４に示す。

Ａ３＝２０重量％のマグネシウムを有するアルミン酸マグネシウム。

アルミン酸マグネシウムを含む担体材料を含む試料は、バリウムが組成物に含まれる場合、バリウムなしで調製された試料よりも低いＣＯ Ｔ_５０ライトオフ温度を示す。ライトオフ温度は１９℃低下する。

実施例５
調製方法
触媒（５−１）は、酢酸バリウム溶液のインシピエントウェットネス含浸により、アルミナ担体にドープされたシリカ上に調製された。材料は１０５℃で乾燥された。次に、白金塩及びパラジウム塩の第２の溶液がインシピエントウェットネス含浸により加えられた。生じた材料は１０５℃で乾燥され、次いで５００℃でか焼された。最終的な組成は、Ｐｔ０．６５重量％、Ｐｄ０．３５重量％、Ｂａ１０重量％であった。

比較例の触媒（５−２）は、同一の方法を用いるが、アルミナ担体にドープされたシリカ上に酢酸バリウムの含浸なしに調製された。最終的な組成は、Ｐｔ０．６５重量％、Ｐｄ０．３５重量％であった。

各触媒の温度に対するＮＯ酸化活性％は、触媒が新たに調製された場合（例えば、「新鮮な」触媒）、及び各触媒を７５０℃で４８時間水熱熟成された後（例えば、「熟成された」触媒）に試験された。試験ガス混合物は表５に記載される。それぞれの場合において、残余分は窒素である。

結果
各触媒の「新鮮な」及び「熟成された」変形の活性の違いを下の表６に示す。

表６の結果は、触媒５−１が触媒５−２よりも「新鮮な」及び「熟成された」変形の間のＮＯ酸化性能における％の違いが小さいことを示す。この違いは、下流排出制御装置、特にＳＣＲ又はＳＣＲＦ触媒がある排気システムにとって重要であり、その理由は、このような下流排出制御装置の活性は、排気ガスのＮＯ_ｘ分、特にＮＯ：ＮＯ_２比により作用され得るためである。

実施例６
アルミナ粉末は水中でスラリーにされ、粒径ｄ_９０が６μｍ未満になるまで粉砕した。適量の可溶な白金塩及びパラジウム塩がスラリーに加えられ、次いで、スラリーが、質量でアルミナを８０％、ゼオライトを２０％含むようにベータゼオライトが加えられた。スラリーを撹拌して均質化した。生じたウォッシュコートは、確立された被膜技術を用いて、１平方インチ当たり３００セル（ｃｐｓｉ）、肉厚１０００分の１２インチ、空隙率４２％である体積３．０リットルの炭化ケイ素基材に塗布された。部品は乾燥され、５００℃でか焼された。

完成したキャタライズド・スート・フィルターは、２０ｇ／ｆｔ^３の総ＰＧＭ担持量を有した。

実施例７
アルミナ粉末は水中でスラリーにされ、粒径ｄ_９０が６μｍ未満になるまで粉砕した。酢酸バリウムがスラリーに加えられ、次いで、スラリーが、質量でアルミナを８０％、ゼオライトを２０％含むように、適量の可溶な白金塩及びパラジウム塩、並びにベータゼオライトが加えられた。スラリーを撹拌して均質化した。生じたウォッシュコートは、確立された被膜技術を用いて、３００ｃｐｓｉ、肉厚１０００分の１２インチ、空隙率４２％の体積３．０リットルである炭化ケイ素基材に塗布された。部品は乾燥され、５００℃でか焼された。

完成したキャタライズド・スート・フィルターは、２０ｇ／ｆｔ^３の総ＰＧＭ担持量を有した。

実施例８
アルミナ粉末をドープしたシリカは水中でスラリーにされ、粒径ｄ_９０が６μｍ未満になるまで粉砕した。酢酸バリウムがスラリーに加えられ、次いで、スラリーが、アルミナをドープしたシリカを８０重量％、ゼオライトを２０重量％含むように、適量の可溶な白金塩及びパラジウム塩、並びにベータゼオライトが加えられた。スラリーを撹拌して均質化した。生じたウォッシュコートは、確立された被膜技術を用いて、３００ｃｐｓｉ、肉厚１０００分の１２インチ、空隙率４２％である体積３．０リットルの炭化ケイ素基材に塗布された。部品は乾燥され、５００℃でか焼された。

完成したキャタライズド・スート・フィルターは、２０ｇ／ｆｔ^３の総ＰＧＭ担持量を有した。

実施例９−試験
実施例６、７及び８により調製された試料は、それぞれ、８００℃で１６時間、オーブン内で水熱的に熟成された。次いで、これらは、硫黄１０ｐｐｍ未満の燃料で動作しているＥｕｒｏ５ターボチャージャー付きディーゼルのベンチ取り付けエンジンからの排気ガス排出物に暴露された。汚染物質の排出は、キャタライズド・スート・フィルターの前後両方で測定された。触媒のライトオフ活性は、エンジンに負荷を掛けることにより排気ガス温度を上げて、動力計により測定された。

図２は、実施例６、実施例７及び実施例８のＴ_５０ ＣＯライトオフ活性を示す。図２において、実施例６及び実施例８の試料がほぼ同じライトオフ温度を有することが分かる。しかし、実施例７の試料は、はるかに高いＣＯライトオフ温度を有する。

表７において、ライトオフ試験中に３００℃のキャタライズド・スート・フィルターから排出されるＮＯ_ｘ中のＮＯ_２のパーセントを示す。実施例６は、ＮＯ_ｘ中、１５％と比較的高いＮＯ_２のパーセントを示す。実施例７及び実施例８は何れも、ＮＯ_ｘ中、まさに１％のＮＯ_２を示す。
表７ ― ３００℃におけるＮＯ_ｘ中のＮＯ_２（硫黄１０ｐｐｍ未満の燃料で動作しているベンチ取り付けＥｕｒｏ５ターボチャージャー付きディーゼルエンジンからの排気ガス）

本発明による実施例８は、良好なＣＯ酸化活性を維持する一方、ＮＯ_ｘ中の低ＮＯ_２を示す。

どのような誤解も避けるために、本明細書において引用したあらゆるすべての文書における内容の全体が、出典明示により本願に援用される。

Claims (13)

1. 濾過基材上に配される圧縮着火機関からの排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ）を処理するための酸化触媒を含むキャタライズド・スート・フィルターであって、
   前記酸化触媒が、
   白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、及びその組み合わせからなる群から選択される白金族金属（ＰＧＭ）成分、
   アルカリ土類金属成分、
   アルミン酸のアルカリ土類金属塩を含む担体材料
   を含む、キャタライズド・スート・フィルター。
2. 前記アルカリ土類金属成分の総量が、基材の体積に対して、０．３５−１７．６６ｇ／ｌである、請求項１に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
3. 前記アルミン酸のアルカリ土類金属塩がアルミン酸マグネシウムである、請求項１又は２に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
4. 前記アルカリ土類金属成分が、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）又はそれらの２つ以上の組み合わせを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
5. 前記アルカリ土類金属成分が前記担体材料上に担持される、請求項１から４のいずれか一項に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
6. 少なくとも１つの白金族金属（ＰＧＭ）成分が前記担体材料上に担持される、請求項１から５のいずれか一項に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
7. 前記酸化触媒が、前記濾過基材上に配される単一層を含み、前記単一層が、白金（Ｐｔ）成分、パラジウム（Ｐｄ）成分、及びその組み合わせからなる群から選択される前記白金族金属（ＰＧＭ）成分、前記アルカリ土類金属成分、並びに前記担体材料を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
8. 前記酸化触媒が２つの層を含み、第一層が前記濾過基材上に配され、第二層が前記第一層の上に配される、請求項１から６のいずれか一項に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
9. 前記酸化触媒が、第一ゾーン及び第二ゾーンを前記基材上に横に並んだ配置で含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
10. 前記濾過基材がセラミックウォールフローフィルターである、請求項１から９のいずれか一項に記載のキャタライズド・スート・フィルター。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のキャタライズド・スート・フィルターを含む圧縮着火機関のための排気システム。
12. 別々のフロースルー基材モノリス上に配されるディーゼル酸化触媒であって、前記キャタライズド・スート・フィルターの上流に配されるディーゼル酸化触媒を含む、請求項１１に記載の排気システム。
13. 圧縮着火機関及び請求項１２に記載の排気システムを含む車両。

Images