JP6787935B2 - 単一層又は二層アンモニアスリップ触媒 - Google Patents

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Description

本発明は、アンモニアスリップ触媒（ammonia slip catalyst：ＡＳＣ）、アンモニアスリップ触媒を含有する物品、並びにアンモニアスリップを低減するためのこのような物品を製造及び使用する方法に関する。
ディーゼル機関における炭化水素燃焼、定置型ガスタービン、及び他のシステムは、ＮＯ（一酸化窒素）及びＮＯ２（二酸化窒素）を含む窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するために処理されなければならない排気ガスを発生し、ＮＯが、形成されるＮＯｘの大部分である。ＮＯｘは、人間の健康問題をいくつか引き起こすこと、並びにスモッグ及び酸性雨の形成を含めた、いくつかの有害な環境的影響を引き起こすことが知られている。排気ガス中のＮＯＸからの人間及び環境への影響のどちらも軽減するためには、好ましくは他の有害物質又は有毒物質を発生しない方法により、こうした望ましくない構成成分を除去することが望ましい。
リーンバーン及びディーゼル機関において発生する排気ガスは、一般的に酸化的である。ＮＯｘは、ＮＯｘを元素性窒素（Ｎ２）及び水に変換する選択的触媒的還元（selective catalytic reduction：ＳＣＲ）として知られる方法で、触媒及び還元剤を用いて選択的に還元される必要がある。ＳＣＲ法では、排気ガスが触媒に接触する前に、ガス状還元剤、通常、無水アンモニア、アンモニア水、又は尿素が、排気ガス流に添加される。この還元剤は触媒上に吸収され、ＮＯＸは、上記のガスが触媒化基材を通過する際、又はこの基材上で還元される。ＮＯｘの変換率を最大化するために、多くの場合、化学量論量を超えるアンモニアをこのガス流に添加する必要がある。しかし、大気中への過剰なアンモニアの放出は、人間の健康及び環境に有害であると思われる。さらに、アンモニアは、とりわけその水性形態では腐食性がある。排気触媒の排気ラインの下流領域でのアンモニア及び水の凝縮は、排気システムが損傷する恐れがある腐食性混合物を生じ得る。したがって、排気ガス中のアンモニアの放出は、なくすべきである。多数の従来的な排気システムでは、アンモニア酸化触媒（アンモニアスリップ触媒又は「ＡＳＣ」としても知られる）は、排気ガスを窒素に変換することによって、排気ガスからアンモニアを除去するために、ＳＣＲ触媒が下流に取り付けられている。アンモニアスリップ触媒の使用により、典型的なディーゼルの運転サイクルにわたり、９０％を上回るＮＯｘ変換率が可能となる。
ＳＣＲによるＮＯｘ除去、及び窒素への選択的アンモニア変換の両方を実現する触媒であって、車両の運転サイクルにおける幅広い範囲の温度にわたってアンモニア変換が行われ、かつ窒素酸化物及び一酸化二窒素副生成物の形成が最小限となる、触媒を有することが望ましいと思われる。
第１の態様では、本発明は、（ａ）入口、出口、及びエンジンの操作中に排気ガスが流れる複数のチャネルを有する押出成形担体、及び（ｂ）担体上の単層コーティング又は二層コーティングを含む触媒物品であって、押出成形担体が、第３のＳＣＲ触媒を含み、単層コーティングが、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含み、二層コーティングが下部層及び上部層を含み、下部層が、上部層と押出成形担体との間に位置しており、下部層が、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含み、上部層が第２のＳＣＲ触媒を含む、触媒物品に関する。
別の態様では、本発明は、本発明の第１の態様の触媒及び排気ガス中でＮＨ３を形成する手段を備えた排気システムに関する。
さらに別の態様では、本発明は、本発明の第１の態様の触媒及び排気ガス中でＮＨ３を形成する手段を備えた排気システムを備えた車両に関する。
さらに別の態様では、本発明は、アンモニアを含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品に接触させることによる、約２５０℃から約３５０℃の温度で、排気ガス中でアンモニアからのＮ２収率を改善する方法に関する。
別の態様では、本発明は、排気ガス中におけるＮＨ３からのＮ２Ｏ形成を低減する方法であって、アンモニアを含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒物品に接触させることを含む、方法に関する。
アンモニアスリップ触媒の単層ブレンドが、第３のＳＣＲ触媒を含有する基材の両側に位置している、構成の略図である。 低アンモニア貯蔵性担体に担持されている白金と第１のＳＣＲ触媒との混合物を含む下部層、及び第２のＳＣＲ触媒を含む上部層を有する二層コーティングが、第３のＳＣＲ触媒を含有する基材の両側に位置している、構成の略図である。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が特に明白に示さない限り、複数の指示物を含む。したがって、例えば、「触媒」に対する参照には、２種以上の触媒の混合物などが含まれる。
本明細書で使用する場合、用語「アンモニアスリップ」は、ＳＣＲ触媒を通過する未反応アンモニアの量を意味する。
用語「担体」は、触媒が固定される材料を意味する。
用語「低アンモニア貯蔵性を有する担体」は、担体１ｍ３あたり０．００１ｍｍｏｌ未満のＮＨ３を貯蔵する担体を意味する。低アンモニア貯蔵性を有する担体は、好ましくは、ＡＥＩ、ＡＮＡ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＦＩ、ＣＨＡ、ＣＯＮ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＦＷ、ＩＦＹ、ＩＨＷ、ＩＭＦ、ＩＲＮ、ＩＲＹ、ＩＳＶ、ＩＴＥ、ＩＴＧ、ＩＴＮ、ＩＴＲ、ＩＴＷ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＯＺ、ＬＴＡ、ＬＴＦ、ＭＥＬ、ＭＥＰ、ＭＦＩ、ＭＲＥ、ＭＳＥ、ＭＴＦ、ＭＴＮ、ＭＴＴ、ＭＴＷ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＯＮ、ＮＳＩ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＲＴＥ、ＲＴＨ、ＲＵＴ、ＲＷＲ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＦＨ、ＳＦＮ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＧＴ、ＳＯＤ、ＳＳＦ、ＳＳＯ、ＳＳＹ、ＳＴＦ、ＳＴＯ、ＳＴＴ、ＳＶＲ、ＳＶＶ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＵＯＶ、ＵＴＬ、ＵＷＹ、ＶＥＴ、ＶＮＩからなる群から選択されるフレームワークタイプを有するモレキュラーシーブ又はゼオライトである。より好ましくは、モレキュラーシーブ又はゼオライトは、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＯＮ、ＦＡＵ、ＭＥＬ、ＭＦＩ及びＭＷＷからなる群から選択されるフレームワークタイプを有しており、さらにより好ましくは、フレームワークタイプは、ＢＥＡ及びＭＦＩからなる群から選択される。
用語「焼成する」又は「焼成」は、空気又は酸素中で材料を加熱することを意味する。この定義は、焼成のＩＵＰＡＣの定義と一致する（IUPAC. Compendium of Chemical Terminology、第2版（「Gold Book」）. A. D. McNaught及びA. Wilkinsonにより編集、Blackwell Scientific Publications、Oxford(1997年). XML on-line修正版: http://goldbook.iupac.org(2006年-)、M. Nic, J. Jirat、B. Kosataにより作製;A. Jenkinsにより編集されて更新、ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/ goldbook.）。焼成は、金属塩を分解して、触媒内での金属イオンの交換をプロモートするために、やはりまた触媒を基材に付着させるために実施される。焼成に使用される温度は、焼成される材料中の構成成分に依存し、一般的に、約１から８時間、約４００℃から約９００℃の間である。一部の場合、焼成は、最高約１２００℃の温度で実施され得る。本明細書に記載されている方法を含む用途では、焼成は、一般的に、約１から８時間、約４００℃から約７００℃の温度において、好ましくは、約１から４時間、約４００℃から約６５０℃の温度において、実施される。
用語「約（about）」は、およそ（approximately）を意味し、この用語が関連する値の、任意選択的に±２５％、好ましくは±１０％、より好ましくは±５％、又は最も好ましくは±１％となる範囲を指す。
様々な数の要素に関する範囲（一又は複数）が提示される場合、別段の指定がない限り、その範囲（一又は複数）はその値を含むことができる。
用語「Ｎ２選択性」は、アンモニアの窒素への変換率を意味する。
本発明の第１の態様では、触媒物品は、（ａ）入口、出口、及びエンジンの操作中に、排気ガスが流れる複数のチャネルを有する押出成形担体、及び（ｂ）担体上の単層コーティング又は二層コーティングを含み、押出成形担体は、第３のＳＣＲ触媒を含み、単層コーティングは、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含み、二層コーティングは下部層及び上部層を含み、下部層は、上部層と押出成形担体との間に位置しており、下部層が、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含み、上部層は第２のＳＣＲ触媒を含む。低アンモニア貯蔵性を有する担体はシリカ質担体とすることができ、シリカ質担体は、シリカ、又は≧１００、好ましくは≧２００、より好ましくは≧２５０、さらにより好ましくは≧３００、とりわけ≧４００、よりとりわけ≧５００、さらによりとりわけ≧７５０、及び最も好ましくは≧１０００となるシリカ対アルミナ比を有するゼオライトを含むことができる。シリカ質担体は、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＯＮ、ＦＡＵ、ＭＥＬ、ＭＦＩ又はＭＷＷを含む。本触媒物品は、比較配合物を含む触媒と比べて、約２５０℃から約３００℃の温度でのアンモニアからのＮ２収率の改善を実現することができ、この場合、第１のＳＣＲ触媒は第１の層として存在しており、シリカ質担体に担持された白金は第２の層中に存在し、ＮＨ３を含むガスは第２の層を通過する前に第１の層を通過する。本触媒物品は、バナジウムなどの、白金を被毒する恐れがある触媒中に存在する一又は複数の物質から白金を保護することができる。本触媒物品は、カリウム、ナトリウム、鉄及びタングステンなどの他の毒から白金を保護することができる。第１のＳＣＲ触媒がバナジウムを含む場合、本触媒物品は、比較配合物を含む触媒と比べて、失活の低減を実現することができ、この場合、第１のＳＣＲ触媒は第１の層として存在しており、シリカ質担体に担持された白金は第２の層中に存在し、ＮＨ３を含むガスは第２の層を通過する前に第１の層を通過する。
用語「活性な構成成分の担持量」とは、ブレンド中の白金の担体の重量＋白金の重量＋第１のＳＣＲ触媒の重量を指す。白金は、約０．０１から約０．３重量％（両端を含む）、好ましくは約０．０３から０．２重量％（両端を含む）、より好ましくは約０．０５から０．１７重量％（両端を含む）、最も好ましくは約０．０７から０．１５重量％（両端を含む）の活性な構成成分の担持量で、触媒中に存在することができる。
パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ルテニウム（Ｒｕ）又はロジウム（Ｒｈ）などのさらなる触媒が、Ｐｔと一緒に、好ましくはＰｔを含むブレンド中に存在することができる。
ＳＣＲ触媒
様々な実施態様では、本組成物は１種、２種又は３種のＳＣＲ触媒を含むことができる。本組成物中に常に存在している、第１のＳＣＲ触媒は、（１）低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持されているＰｔを含むブレンド中、又は（２）触媒が二層中に存在しており、かつＰｔが下部層中に存在している場合、上部層中のどちらか一方に存在することができる。第１のＳＣＲ触媒は、好ましくはＣｕ−ＳＣＲ触媒又はＦｅ−ＳＣＲ触媒又は混合酸化物であり、より好ましくはＣｕ−ＳＣＲ触媒又は混合酸化物であり、最も好ましくはＣｕ−ＳＣＲ触媒である。Ｃｕ−ＳＣＲ触媒は、銅及びモレキュラーシーブを含む。Ｆｅ−ＳＣＲ触媒は、鉄及びモレキュラーシーブを含む。モレキュラーシーブは、以下にさらに記載されている。モレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩、アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ）、シリコ−アルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）、又はそれらの混合物とすることができる。銅又は鉄は、モレキュラーシーブのフレームワーク内部、及び／又はモレキュラーシーブ内のフレームワーク外の（交換可能な）部位中に位置することができる。
第２及び第３のＳＣＲ触媒は、同一又は異なることができる。第２及び第３のＳＣＲ触媒は、卑金属、卑金属の酸化物、貴金属、モレキュラーシーブ、金属交換されたモレキュラーシーブ又はそれらの混合物とすることができる。卑金属は、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）、並びにそれらの混合物からなる群から選択することができる。アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、酸化セリウム及びそれらの組合せなどの耐火性金属酸化物上に担持されているバナジウムからなるＳＣＲ組成物が周知であり、モバイル用途において商業的に広く使用されている。典型的な組成物は、米国特許第４０１０２３８号及び同第４０８５１９３号に記載され、それらの全内容が出典明示により本明細書に援用されている。とりわけ、モバイル用途において、商業的に使用されている組成物は、ＴｉＯ２であって、その上にＷＯ３及びＶ２Ｏ５がそれぞれ、５から２０重量％及び０．５から６重量％の範囲の濃度で分散されているＴｉＯ２を含む。第２のＳＣＲ触媒は、プロモートされたＣｅ−Ｚｒ又はプロモートされたＭｎＯ２を含むことができる。好ましくは、プロモーターはＮｂを含む。貴金属は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）銀（Ａｇ）、ルテニウム（Ｒｕ）若しくはロジウム（Ｒｈ）、又はそれらの混合物とすることができる。これらの触媒は、結合剤及びプロモーターとして働くＳｉＯ２及びＺｒＯ２などの他の無機物質を含有していてもよい。
ＳＣＲ触媒が卑金属である場合、触媒物品は、少なくとも１つの卑金属プロモーターをさらに含むことができる。本明細書で使用する場合、「プロモーター」は、触媒に添加すると、該触媒の活性が向上する物質を意味することが理解される。卑金属プロモーターは、金属、金属の酸化物、又はそれらの混合物の形態にあることができる。少なくとも１つの卑金属触媒プロモーターは、ネオジム（Ｎｄ）、バリウム（Ｂａ）、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びそれらの酸化物から選択されてもよい。少なくとも１つの卑金属触媒プロモーターは、好ましくは、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＣｕＯ、ＣｏＯ、ＣｅＯ２及びそれらの混合物とすることができる。少なくとも１つの卑金属触媒プロモーターは、硝酸塩又は酢酸塩などの、水溶液中の塩の形態で触媒に添加されてもよい。少なくとも１つの卑金属触媒プロモーター及び少なくとも１つの卑金属触媒、例えば銅は、酸化物担体材料上に水溶液から含浸されてもよく、酸化物担体材料を含むウオッシュコートに添加されてもよく、又はウオッシュコートにより予めコーティングされている担体に含浸されてもよい。
ＳＣＲ触媒は、モレキュラーシーブ又は金属交換されたモレキュラーシーブを含むことができる。本明細書において使用されている場合、「モレキュラーシーブ」は、気体又は液体のための吸着剤として使用され得る、精密かつ均一なサイズの小さな細孔を含有する準安定物質を意味すると理解される。細孔を通過するほど十分に小さい分子は吸着される一方、より大きな分子は吸着されない。モレキュラーシーブは、ゼオライト系モレキュラーシーブ、非ゼオライト系モレキュラーシーブ、又はそれらの混合物とすることができる。
ゼオライト系モレキュラーシーブは、国際ゼオライト学会（International Zeolite Association）（ＩＺＡ）により出版されているＤａｔａｂａｓｅ ｏｆ Ｚｅｏｌｉｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓに列挙されているフレームワーク構造のうちのいずれか１つを有するマイクロ多孔質アルミノケイ酸塩である。フレームワーク構造には、以下に限定されないが、ＣＨＡ、ＦＡＵ、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＭＯＲタイプのものが含まれる。これらの構造を有するゼオライトの非限定例は、チャバサイト、フォージャサイト、ゼオライトＹ、超安定ゼオライトＹ、ベータゼオライト、モルデナイト、シリカライト、ゼオライトＸ、及びＺＳＭ−５を含む。アルミノケイ酸塩ゼオライトは、約１０から２００までの有用な範囲を有する、少なくとも約５、好ましくは少なくとも約２０からの、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３として定義されるシリカ／アルミナモル比（silica/alumina molar ratio：ＳＡＲ）を有することができる。
ＳＣＲ触媒のいずれも、小細孔、中細孔若しくは大細孔モレキュラーシーブ、又はそれらの混合物を含むことができる。「小細孔モレキュラーシーブ」は、８個のテトラヘドラル原子の最大環サイズを含有するモレキュラーシーブである。「中細孔モレキュラーシーブ」は、１０個のテトラヘドラル原子の最大環サイズを含有するモレキュラーシーブである。「大細孔モレキュラーシーブ」は、１２個のテトラヘドラル原子の最大環サイズを有するモレキュラーシーブである。第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒は、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ、金属置換アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ、アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、金属置換アルミノリン酸塩（ＭｅＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、シリコ−アルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）モレキュラーシーブ、及び金属置換シリコ−アルミノリン酸塩（ＭｅＡＰＳＯ）モレキュラーシーブ、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、小細孔モレキュラーシーブを含むことができる。
ＳＣＲ触媒のいずれも、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、及びＺＯＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される、小細孔モレキュラーシーブを含むことができる。好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ及びＩＴＥからなるフレームワークタイプの群から選択される。
ＳＣＲ触媒のいずれも、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、−ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、及びＷＥＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される、中細孔モレキュラーシーブを含むことができる。好ましくは、中細孔モレキュラーシーブは、ＭＦＩ、ＦＥＲ及びＳＴＴからなるフレームワークタイプの群から選択される。
ＳＣＲ触媒のいずれも、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、及びＶＥＴ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される、大細孔モレキュラーシーブを含むことができる。好ましくは、大細孔モレキュラーシーブは、ＭＯＲ、ＯＦＦ及びＢＥＡからなるフレームワークタイプの群から選択される。
Ｃｕ−ＳＣＲ触媒及びＦｅ−ＳＣＲ触媒中のモレキュラーシーブは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、ＺＯＮ、ＢＥＡ、ＭＦＩ及びＦＥＲ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなる群から好ましくは選択される。より好ましくは、Ｃｕ−ＳＣＲ及びＦｅ−ＳＣＲ中のモレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＢＥＡ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＥＲＩ、ＦＥＲ、ＩＴＥ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＭＦＩ及びＳＦＷ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなる群から選択される。
金属交換されたモレキュラーシーブは、モレキュラーシーブの外部表面、又はそのチャネル、空洞若しくはケージ内の余分のフレームワーク部位上に堆積される、周期表のＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩＢ、ＩＢ、又はＩＩＢ族のうちの１つから少なくとも１つの金属を有することができる。金属は、以下に限定されないが、ゼロ価の金属原子若しくはクラスター、孤立陽イオン、単核若しくは多核オキシ陽イオンを含めたいくつかの形態の１つであってもよく、又は広がりある金属酸化物として存在してもよい。好ましくは、金属は、鉄、銅、及びそれらの混合物又は組合せとすることができる。
金属は、適切な溶媒中で、金属前駆体の混合物又は溶液を使用して、ゼオライトと混合され得る。用語「金属前駆体」は、触媒的に活性な金属の構成成分をもたらすよう、ゼオライト上に分散され得る任意の化合物又は錯体を意味する。好ましくは、溶媒は、他の溶媒を使用する経済的及び環境的側面の両方のため、水である。好ましい金属である銅が使用される場合、好適な錯体又は化合物は、以下に限定されないが、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、アセチル酢酸銅、酸化銅、水酸化銅、及び銅アミンの塩（例えば、［Ｃｕ（ＮＨ３）４］２＋）の無水物又は水和物を含む。本発明は、特定のタイプ、組成又は純度の金属前駆体に限定されない。モレキュラーシーブは、金属の構成成分の溶液に添加されて、懸濁液を形成することができ、次に、この懸濁液を反応させて、金属の構成成分をゼオライト上に分布させる。金属は、モレキュラーシーブの細孔チャネル中、及びその外面表面に分布させることができる。金属は、イオン形態で又は金属酸化物として分布され得る。例えば、銅は、銅（ＩＩ）イオン、銅（Ｉ）イオンとして、又は酸化銅として分布され得る。金属を含有するモレキュラーシーブは、懸濁液の液相から分離され、洗浄及び乾燥され得る。次に、得られた金属含有モレキュラーシーブは、焼成されて、モレキュラーシーブ中の金属を固定することができる。好ましくは、第２及び第３の触媒は、銅及びモレキュラーシーブを含むＣｕ−ＳＣＲ触媒、鉄及びモレキュラーシーブを含むＦｅ−ＳＣＲ触媒、バナジウムをベースとする触媒、プロモートされたＣｅ−Ｚｒ又はプロモートされたＭｎＯ２を含む。
金属交換されたモレキュラーシーブは、約０．１０重量％及び約１０重量％の範囲で、モレキュラーシーブの外部表面、又はそのチャネル、空洞若しくはケージ内の余分のフレームワーク部位上に位置する、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢ、ＶＩＩＩＢ、ＩＢ、又はＩＩＢ族金属を含有することができる。好ましくは、余分のフレームワーク金属は、約０．２重量％及び約５重量％の範囲の量で存在することができる。
金属交換されたモレキュラーシーブは、触媒の総重量の約０．１から約２０．０重量％の銅又は鉄を有する、銅（Ｃｕ）又は鉄（Ｆｅ）が担持されている小細孔モレキュラーシーブとすることができる。より好ましくは、銅又は鉄は、触媒の総重量の約０．５重量％から約１５重量％で存在する。最も好ましくは、銅又は鉄は、触媒の総重量の約１重量％から約９重量％で存在する。
第１のＳＣＲ触媒は、銅及び小細孔モレキュラーシーブを含むＣｕ−ＳＣＲ触媒、又は鉄及び小細孔モレキュラーシーブを含むＦｅ−ＳＣＲ触媒とすることができる。小細孔モレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩、アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ）、シリコ−アルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）、又はそれらの混合物とすることができる。小細孔モレキュラーシーブは、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、及びＺＯＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択することができる。好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ及びＩＴＥからなるフレームワークタイプの群から選択することができる。第１のＳＣＲ触媒の量と低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金の量との比は、これらの構成成分の重量に基づいて、（ａ）０：１から３００：１、（ｂ）３：１から３００：１、（ｃ）７：１から１００：１、及び（ｄ）１０：１から５０：１（両端を含む）のうちの少なくとも１つの範囲にあることができる。白金は、ブレンド中の白金の担体の重量＋白金の重量＋第１のＳＣＲ触媒の重量に対して、（ａ）０．０１−０．３重量％、（ｂ）０．０３−０．２重量％、（ｃ）０．０５−０．１７重量％、及び（ｄ）０．０７−０．１５重量％（両端を含む）のうちの少なくとも１つで存在することができる。
第２のＳＣＲ触媒及び第３のＳＣＲ触媒は、互いに独立して、卑金属、卑金属の酸化物、モレキュラーシーブ、金属交換されたモレキュラーシーブ又はそれらの混合物とすることができる。卑金属は、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び銅（Ｃｕ）、並びにそれらの混合物からなる群から選択することができる。本触媒物品は、少なくとも１つの卑金属プロモーターをさらに含むことができる。モレキュラーシーブ又は金属交換されたモレキュラーシーブは、小細孔、中細孔、大細孔又はそれらの混合物とすることができる。第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒は、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ、金属置換アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ、アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、金属置換アルミノリン酸塩（ＭｅＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、シリコ−アルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）モレキュラーシーブ、及び金属置換シリコ−アルミノリン酸塩（ＭｅＡＰＳＯ）モレキュラーシーブ、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、小細孔モレキュラーシーブを含むことができる。第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒は、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、及びＺＯＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される小細孔モレキュラーシーブを含むことができる。第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒は、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ及びＩＴＥからなるフレームワークタイプの群から選択される小細孔モレキュラーシーブを好ましくは含むことができる。第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒は、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、−ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、及びＷＥＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される中細孔モレキュラーシーブを含むことができる。第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒は、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、−ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、及びＶＥＴ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される大細孔モレキュラーシーブを好ましくは含む。第３のＳＣＲ触媒は、バナジウム、Ｆｅゼオライト、Ｃｕゼオライト、又はＦｅ、Ｗ若しくはＮｂがドープされているＣｅ−Ｚｒをベースとする触媒を好ましくは含む。
本明細書に記載されている触媒は、様々なエンジンに由来する排気ガスのＳＣＲ処理に使用することができる。エンジンは、車両、定置型エンジン、発電所におけるエンジン、又はガスタービンに関するものとすることができる。第１のＳＣＲ触媒がＣｕ−ＳＣＲ触媒又はＦｅ−ＳＣＲ触媒である、シリカ質担体に担持された白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む触媒の特性の１つは、比較配合物を含む触媒と比べて、約２５０℃から約３５０℃の温度でのアンモニアからのＮ２収率の改善を実現することができることであり、この場合、第１のＳＣＲ触媒は第１の層として存在しており、白金はアンモニアを貯蔵する層上に担持されて、第２の層中に存在し、ＮＨ３を含むガスは第２の層を通過する前に第１の層を通過する。第１のＳＣＲ触媒がＣｕ−ＳＣＲ触媒又はＦｅ−ＳＣＲ触媒である、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含む触媒の別の特性は、比較配合物を含む触媒と比べて、ＮＨ３からのＮ２Ｏ形成の低減を実現することができることであり、この場合、第１のＳＣＲ触媒は第１の層として存在しており、白金はアンモニアを貯蔵する担体に担持されて、第２の層中に存在し、ＮＨ３を含むガスは第２の層を通過する前に第１の層を通過する。
触媒用の基材は、ハニカム構造、押出成形担体、金属基材、又はＳＣＲＦなどのフロースルー構造又はフィルター構造を含む自動車用触媒を調製するために、通常、使用される任意の材料であってもよい。好ましくは、基材は、通路が開放されて流体が流れるよう、基材の入口面から出口面に延在している複数の平行した微細なガス流通路を有する。このようなモノリス担体は、断面積１平方インチあたり、最大約７００個又はそれ超の流通路（又は、「セル」）を含有することができるが、かなり少ないものが使用されてもよい。例えば、担体は、１平方インチあたり（「ｃｐｓｉ」）、約７から６００個、より一般には、約１００から４００個のセルを有してもよい。それらの流体入口からそれらの流体出口まで実質的に一直線の経路である通路は、壁であって、その上にＳＣＲ触媒が「ウオッシュコート」としてコーティングされ、その結果、該通路を流れるガスが触媒材料に接触する、上記の壁によって画定される。モノリス基材の流通路は、台形、矩形、四角形、三角形、シヌソイド、六角形、楕円、円などの任意の好適な断面形状となり得る、薄壁チャネルである。本発明は、特定の基材タイプ、材料、又は形状に限定されない。
セラミック基材は、コーディエライト、コーディエライト−αアルミナ、α−アルミナ、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、ケイ酸ジルコニウム、シリマナイト、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、ペタライト、アルミノケイ酸塩及びそれらの混合物などの任意の好適な耐火材料から作製することができる。
ウォールフロー基材も、コーディエライト及び炭化ケイ素から形成されるものなどの、セラミック繊維複合材料から形成されてもよい。このような材料は、排気流を処理する際に直面する環境、特に高温に耐えることが可能である。
基材は、高多孔度基材とすることができる。用語「高多孔度基材」は、約４０％と約８０％との間の多孔率を有する基材を指す。高多孔度基材は、好ましくは少なくとも約４５％、より好ましくは少なくとも約５０％の多孔率を有することができる。高多孔度基材は、好ましくは約７５％未満、より好ましくは約７０％未満の多孔率を有することができる。多孔率という用語は、本明細書で使用する場合、好ましくは水銀ポロシメーターを用いて測定される、全多孔率を指す。
好ましくは、基材は、コーディエライト、高多孔度コーディエライト、金属基材、押出成形されたＳＣＲ、フィルター又はＳＣＲＦとすることができる。
第１のＳＣＲ触媒が好ましくはＣｕ−ＳＣＲ触媒又はＦｅ−ＳＣＲ触媒である、シリカ質担体に担持された白金と第１のＳＣＲ触媒とからなるブレンドを含むウオッシュコートは、当分野において公知の方法を使用して、基材の入口側に塗布することができる。ウオッシュコートの塗布後、組成物は乾燥されて、焼結することができる。本組成物が第２のＳＣＲを含む場合、第２のＳＣＲは、上記の通り、別々のウオッシュコートで、下部層を有する焼成済み物品に塗布することができる。第２のウオッシュコートが塗布された後、第１の層に対して行われた通り、このウオッシュコートを乾燥して焼成することができる。
層を含有している白金を有する基材は、３００℃から１２００℃、好ましくは４００℃から７００℃、及びより好ましくは４５０℃から６５０℃の範囲内の温度で、乾燥及び焼成が行われ得る。焼成は、乾燥条件下で好ましくは行われるが、熱水により、すなわちある程度の水分含有の存在下で行うこともできる。焼成は、約３０分と約４時間との間、好ましくは約３０分と約２時間との間、より好ましくは約３０分と約１時間との間の時間、行うことができる。
排気システムは、本発明の第１の態様の触媒及び排気ガス中でＮＨ３を形成する手段を含むことができる。排気システムは、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、フィルター担持選択的触媒還元（ＳＣＲＦ）又は触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）からなる群から選択される第２の触媒をさらに備えることができ、第２の触媒は、本発明の第１の態様の触媒の下流に位置している。排気システムは、ＳＣＲ触媒、フィルター担持選択的触媒還元（ＳＣＲＦ）、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、ＮＯｘアドソーバー触媒（ＮＡＣ）（リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、ＮＡＣ、受動型ＮＯｘアドソーバー（ＰＮＡ）など）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、又はコールドスタート概念（ＣＳＣ）触媒からなる群から選択される、第２の触媒をさらに備えることができ、第２の触媒は、本発明の第１の態様の触媒の上流に位置している。
排気システムは、本発明の第１の態様の触媒、ＳＣＲ触媒及びＤＯＣ触媒を備えることができ、ＳＣＲ触媒は、本発明の第１の態様の触媒とＤＯＣ触媒との間に位置している。排気システムは、ＳＣＲ触媒の前に白金族金属を備えることができ、白金族金属の量は、発熱を発生させるのに十分である。排気システムは、本発明の第１の態様の触媒の下流に位置している、プロモートされたＣｅ−Ｚｒ又はプロモートされたＭｎＯ２をさらに含むことができる。
エンジンは、上記の排気システムを含むことができる。エンジンは、車両のエンジン、定置型エンジン、発電所におけるエンジン、又はガスタービンとすることができる。
車両は、本発明の第１の態様の触媒及び排気ガス中でＮＨ３を形成する手段を備えた排気システムを備えることができる。車両は、車、軽トラック、大型トラック又はボートとすることができる。
約２５０℃から約３００℃の温度で、排気ガス中でアンモニアからのＮ２収率を改善する方法は、アンモニアを含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒に接触させることを含む。収率の改善は、比較配合物を含む触媒と比べて、約１０％から約２０％とすることが可能であり、この場合、第１のＳＣＲ触媒は、第１の層として存在しており、シリカ質担体担持白金は、第２の層中に存在し、ＮＨ３を含むガスは第２の層を通過する前に第１の層を通過する。
排気ガス中におけるＮＨ３からのＮ２Ｏ形成を低減する方法は、アンモニアを含む排気ガスを本発明の第１の態様の触媒に接触させることを含む。Ｎ２Ｏ形成の低減は、比較配合物を含む触媒と比べて、約２０％から約４０％とすることが可能であり、この場合、第１のＳＣＲ触媒は、第１の層として存在しており、シリカ質担体担持白金は、第２の層中に存在し、ＮＨ３を含むガスは第２の層を通過する前に第１の層を通過する。
以下の実施例は、単に本発明を例示しているに過ぎない。当業者は、本発明の趣旨及び特許請求の範囲内にある、多数の変形を認識している。
実施例１： 押出成形されたＳＣＲ触媒上の選択的ＡＳＣ
バナジウムを含有する押出成形されたＳＣＲ触媒は、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金とＣｕ−ＣＨＡとのブレンドを含むウオッシュコートを備えた出口側からコーティングされている。
実施例２： 押出成形されたＳＣＲ触媒上の選択的ＡＳＣ
Ｆｅ−ゼオライトを含有する押出成形されたＳＣＲ触媒は、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金とＣｕ−ＣＨＡとのブレンドを含む、ウオッシュコートを備えた出口側からコーティングされている。
単層コーティングが、アルミナなどの担体に担持された白金を含み、該コーティング中にＳＣＲ触媒を何ら含まない、従来的な単層ＡＳＣと比べて、本明細書に記載されているＡＳＣは、Ｎ２ＯとＮＯｘの両方の選択性の低下をもたらす。これは、十分な温度範囲にわたり、Ｎ２に対する選択性の向上をもたらす。
実施例３： 押出成形されたＳＣＲ触媒上の選択的ＡＳＣ
バナジウムを含有する押出成形されたＳＣＲ触媒は、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金を含むウオッシュコートを備えた出口側からコーティングされて、下部層を形成している。Ｃｕ−ＣＨＡを含む第２のウオッシュコートは下部層の上に置かれて、上部層を形成している。
実施例４： 押出成形されたＳＣＲ触媒上の選択的ＡＳＣ
Ｆｅ−ゼオライトを含有する押出成形されたＳＣＲ触媒は、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金を含むウオッシュコートを備えた出口側からコーティングされて、下部層を形成している。Ｃｕ−ＣＨＡを含む第２のウオッシュコートは下部層の上に置かれて、上部層を形成している。
下部コーティングが、例えばアルミナ担持白金を含み、上部コーティングがＳＣＲ触媒を含む、従来的な二層ＡＳＣと比べて、本明細書に記載されているＡＳＣは、Ｎ２ＯとＮＯｘの両方の選択性の低下をもたらす。これは、十分な温度範囲にわたり、Ｎ２に対する選択性の向上をもたらす。さらに、全体が一層薄いコーティング層であるため、背圧が低下する。
上記の実施例において、白金は、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持されている。低アンモニア貯蔵性を有する担体の使用は、白金を被毒する恐れがある、又は悪影響を及ぼす恐れのあるバナジウムなどの物質への曝露から白金を保護する一助となる。
実施例５： ＡＳＣを備えたＳＣＲＦ
ＳＣＲＦフィルターは、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金を含むウオッシュコートを有するフィルターの出口面にコーティングされて、下部層を形成する。Ｃｕ−ＣＨＡを含む第２のウオッシュコートは下部層の上に置かれて、上部層を形成している。
実施例６： ＡＳＣを備えたＳＣＲＦ
ＳＣＲＦフィルターは、低アンモニア貯蔵性を有する担体に担持された白金とＣｕ−ＣＨＡとのブレンドを含むウオッシュコートを有するフィルターの出口面にコーティングされている。
実施例５及び６のＡＳＣを備えたＳＣＲＦは、実施例１−４に関して記載されているものと同じ結果及び有益性を実現する。
前述の実施例は、例示として意図されているに過ぎず、以下の特許請求の範囲が、本発明の範囲を定義する。

Claims (33)

  1. （ａ）入口、出口、及びエンジンの作動中に排気ガスが流れる複数のチャネルを有する押出成形担体、及び（ｂ）担体上の単層コーティング又は二層コーティングを含む、ＳＣＲによるＮＯ Ｘ 除去及び窒素への選択的アンモニア変換のための触媒物品であって、単層コーティングが、シリカ質担体に担持されている白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含み、二層コーティングが下部層及び上部層を含み、下部層が、上部層と押出成形担体との間に位置しており、下部層が、シリカ質担体に担持されている白金と第１のＳＣＲ触媒とのブレンドを含み、上部層が第２のＳＣＲ触媒を含み、かつ、押出成形担体が第３のＳＣＲ触媒を含む、触媒物品。
  2. シリカ質担体が、シリカ、又は（ａ）少なくとも１００、（ｂ）少なくとも２００、（ｃ）少なくとも２５０、少なくとも３００、（ｄ）少なくとも４００、（ｅ）少なくとも５００、（ｆ）少なくとも７５０及び（ｇ）少なくとも１０００のうちの少なくとも１つのシリカ対アルミナ比を有するゼオライトを含む、請求項１に記載の触媒物品。
  3. シリカ質担体が、ＢＥＡ、ＣＤＯ、ＣＯＮ、ＦＡＵ、ＭＥＬ、ＭＦＩ又はＭＷＷを含む、請求項１に記載の触媒物品。
  4. 第１のＳＣＲ触媒の量とシリカ質担体に担持されている白金の量との比が、これらの構成成分の重量に基づいて、（ａ）０：１から３００：１、（ｂ）３：１から３００：１、（ｃ）７：１から１００：１及び（ｄ）１０：１から５０：１（両端を含む）のうちの少なくとも１つの範囲にある、請求項１に記載の触媒物品。
  5. 第１のＳＣＲ触媒が、銅及び小細孔モレキュラーシーブを含むＣｕ−ＳＣＲ触媒、鉄及び小細孔モレキュラーシーブを含むＦｅ−ＳＣＲ触媒、又は混合酸化物である、請求項１に記載の触媒物品。
  6. 小細孔モレキュラーシーブが、アルミノケイ酸塩、アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ）、シリコ−アルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）、又はそれらの混合物である、請求項５に記載の触媒物品。
  7. 小細孔モレキュラーシーブが、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、及びＺＯＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される、請求項５に記載の触媒物品。
  8. 小細孔モレキュラーシーブが、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ及びＩＴＥからなるフレームワークタイプの群から選択される、請求項５に記載の触媒物品。
  9. 白金が、ブレンド中の白金の担体の重量＋白金の重量＋第１のＳＣＲ触媒の重量に対して、（ａ）０．０１−０．３重量％、（ｂ）０．０３−０．２重量％、（ｃ）０．０５−０．１７重量％、及び（ｄ）０．０７−０．１５重量％（両端を含む）の少なくとも１つで存在する、請求項１に記載の触媒物品。
  10. 第２のＳＣＲ触媒及び第３のＳＣＲ触媒が、互いに独立して、卑金属、卑金属の酸化物、モレキュラーシーブ、金属交換されているモレキュラーシーブ又はそれらの混合物である、請求項１に記載の触媒物品。
  11. 卑金属が、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、セリウム（Ｃｅ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び銅（Ｃｕ）、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１０に記載の触媒物品。
  12. 少なくとも１つの卑金属プロモーターをさらに含む、請求項１０に記載の触媒物品。
  13. モレキュラーシーブ又は金属交換されているモレキュラーシーブが、小細孔、中細孔、大細孔又はそれらの混合物である、請求項１０に記載の触媒物品。
  14. 第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒が、アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ、金属置換アルミノケイ酸塩モレキュラーシーブ、アルミノリン酸塩（ＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、金属置換アルミノリン酸塩（ＭｅＡｌＰＯ）モレキュラーシーブ、シリコ−アルミノリン酸塩（ＳＡＰＯ）モレキュラーシーブ、及び金属置換シリコ−アルミノリン酸塩（ＭｅＡＰＳＯ）モレキュラーシーブ、並びにそれらの混合物からなる群から選択される、小細孔モレキュラーシーブを含む、請求項１０に記載の触媒物品。
  15. 第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒が、ＡＣＯ、ＡＥＩ、ＡＥＮ、ＡＦＮ、ＡＦＴ、ＡＦＸ、ＡＮＡ、ＡＰＣ、ＡＰＤ、ＡＴＴ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＤＲ、ＤＦＴ、ＥＡＢ、ＥＤＩ、ＥＰＩ、ＥＲＩ、ＧＩＳ、ＧＯＯ、ＩＨＷ、ＩＴＥ、ＩＴＷ、ＬＥＶ、ＫＦＩ、ＭＥＲ、ＭＯＮ、ＮＳＩ、ＯＷＥ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＴＨ、ＳＡＴ、ＳＡＶ、ＳＩＶ、ＴＨＯ、ＴＳＣ、ＵＥＩ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＹＵＧ、及びＺＯＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される、小細孔モレキュラーシーブを含む、請求項１４に記載の触媒物品。
  16. 第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒が、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＡＥＩ、ＡＦＸ、ＥＲＩ、ＳＦＷ、ＫＦＩ、ＤＤＲ及びＩＴＥからなるフレームワークタイプの群から選択される、小細孔モレキュラーシーブを含む、請求項１４に記載の触媒物品。
  17. 第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒が、ＡＥＬ、ＡＦＯ、ＡＨＴ、ＢＯＦ、ＢＯＺ、ＣＧＦ、ＣＧＳ、ＣＨＩ、ＤＡＣ、ＥＵＯ、ＦＥＲ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＴＲ、ＪＲＹ、ＪＳＲ、ＪＳＴ、ＬＡＵ、ＬＯＶ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＲＥ、ＭＴＴ、ＭＶＹ、ＭＷＷ、ＮＡＢ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＯＢＷ、ＰＡＲ、ＰＣＲ、ＰＯＮ、ＰＵＮ、ＲＲＯ、ＲＳＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＳＴＷ、ＳＶＲ、ＳＺＲ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＯＳ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、及びＷＥＮ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される、中細孔モレキュラーシーブを含む、請求項１４に記載の触媒物品。
  18. 第２及び／又は第３のＳＣＲ触媒が、ＡＦＩ、ＡＦＲ、ＡＦＳ、ＡＦＹ、ＡＳＶ、ＡＴＯ、ＡＴＳ、ＢＥＡ、ＢＥＣ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＢＳＶ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＣＺＰ、ＤＦＯ、ＥＭＴ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＧＭＥ、ＧＯＮ、ＩＦＲ、ＩＳＶ、ＩＴＧ、ＩＷＲ、ＩＷＳ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＪＳＲ、ＬＴＦ、ＬＴＬ、ＭＡＺ、ＭＥＩ、ＭＯＲ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＰＯ、ＯＦＦ、ＯＫＯ、ＯＳＩ、ＲＯＮ、ＲＷＹ、ＳＡＦ、ＳＡＯ、ＳＢＥ、ＳＢＳ、ＳＢＴ、ＳＥＷ、ＳＦＥ、ＳＦＯ、ＳＦＳ、ＳＦＶ、ＳＯＦ、ＳＯＳ、ＳＴＯ、ＳＳＦ、ＳＳＹ、ＵＳＩ、ＵＷＹ、及びＶＥＴ、並びにそれらの混合物及び／又は連晶からなるフレームワークタイプの群から選択される、大細孔モレキュラーシーブを含む、請求項１４に記載の触媒物品。
  19. 第３のＳＣＲ触媒が、バナジウム、Ｆｅゼオライト、Ｃｕゼオライト、又はＦｅ、Ｗ若しくはＮｂがドープされているＣｅ−Ｚｒをベースとする触媒を含む、請求項１に記載の触媒物品。
  20. 白金が、触媒中に存在している一又は複数の白金を被毒し得る物質からの被毒作用から保護されている、請求項１に記載の触媒物品。
  21. 白金を被毒し得る物質がバナジウムである、請求項２０に記載の触媒物品。
  22. 請求項１に記載の触媒物品及び排気ガス中でＮＨ３を形成する手段を備える排気システム。
  23. ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、フィルター担持選択的触媒還元（ＳＣＲＦ）、又は触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）からなる群から選択される第２の触媒をさらに備え、第２の触媒が請求項１に記載の触媒物品の下流に位置している、請求項２２に記載の排気システム。
  24. ＳＣＲ触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル発熱触媒（ＤＥＣ）、ＮＯｘアドソーバー触媒（ＮＡＣ）（リーンＮＯｘトラップ（ＬＮＴ）、ＮＡＣ、受動型ＮＯｘアドソーバー（ＰＮＡ）など）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、フィルター担持選択的触媒還元（ＳＣＲＦ）、又はコールドスタート概念（ＣＳＣ）触媒からなる群から選択される、第２の触媒をさらに備え、第２の触媒が、請求項１に記載の触媒物品の上流に位置している、請求項２２に記載の排気システム。
  25. 請求項１に記載の触媒物品、ＳＣＲ触媒及びＤＯＣ触媒を備える排気システムであって、ＳＣＲ触媒が請求項１に記載の触媒物品とＤＯＣ触媒との間に位置している、排気システム。
  26. ＳＣＲ触媒の前に白金族金属を備え、白金族金属の量が、発熱を発生させるのに十分である、請求項２２に記載の排気システム。
  27. 請求項１に記載の触媒物品の下流に位置している、プロモートされたＣｅ−Ｚｒ又はプロモートされたＭｎＯ２をさらに含む、請求項２６に記載の排気システム。
  28. 請求項２２に記載の排気システムを備えるエンジン。
  29. 車両におけるエンジン、定置型エンジン、発電所におけるエンジン、又はガスタービンである、請求項２８に記載のエンジン。
  30. 請求項２２に記載の排気システムを備える車両。
  31. 自動車、軽トラック、大型トラック又はボートである、請求項３０に記載の車両。
  32. 約２５０℃から約３００℃の温度での排気ガス中のアンモニアからのＮ２収率を改善する方法であって、アンモニアを含む排気ガスを請求項１に記載の触媒物品に接触させることを含む、方法。
  33. 排気ガス中におけるＮＨ３からのＮ２Ｏ形成を低減する方法であって、アンモニアを含む排気ガスを請求項１に記載の触媒物品に接触させることを含む、方法。
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