JP6979945B2 - 受動的ＮＯｘ吸着体 - Google Patents

Description

本発明は、リーンバーンエンジンのためのＮＯ_ｘ吸収体、及びＮＯ_ｘ吸収体触媒を備えたリーンバーンエンジンのための排気システムに関する。本発明はまた、リーンバーンエンジンからの排気ガスを処理するための、ＮＯ_ｘ吸収体触媒の使用方法にも関する。

ディーゼルエンジンなどのリーンバーンエンジンは、世界中の政府間機関によって禁止の立法措置が取られる少なくとも四分類の汚染物質、すなわち一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）、及びパティキュレート・マター（ＰＭ）を一般に含有する排出ガスを生じさせる。

窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）の処理のための様々なエミッションコントロールデバイスが存在する。これらの装置には、例えば選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒、リーンＮＯ_ｘ触媒［例えば炭化水素（ＨＣ）ＳＣＲ触媒］、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）ＮＯ_ｘ［Ｎｏ_ｘ吸蔵触媒（ＮＳＣ）又はＮＯ_ｘ吸着体触媒（ＮＡＣ）としても知られている］、及び受動的ＮＯ_ｘ吸着体（ＰＮＡ）が含まれる。

ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒は通常、有効作用温度に達すると、還元によってＮＯ_ｘを処理するために高い効率を達成する。しかしながら、これらの触媒又は装置は、エンジンが冷えた状態（「コールドスタート」期間）から始動されている場合、又は長時間アイドリングしている場合など、有効作用温度未満では比較的非効率でありうる。

ＮＯ_ｘの放出を低減又は防止するための別の一般的なタイプのエミッションコントロールデバイスは、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）である。通常運転中、リーンバーンエンジンは、「リーン」組成を有する排出ガスを生じさせる。ＬＮＴは、「リーン」排出ガス．中に存在する窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）を吸蔵又はトラップすることができる。ＬＮＴは、ＮＯ_ｘとＬＮＴのＮＯ_ｘ貯蔵成分との間の化学反応によって排出ガス中に存在するＮＯ_ｘを吸蔵又はトラップして無機硝酸塩を形成する。ＬＮＴによって吸蔵されうるＮＯ_ｘの量は、存在するＮＯ_ｘ吸蔵成分の量によって制限される。最終的に、理想的には下流のＳＣＲ又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒が有効作用温度に達したときに、吸蔵されたＮＯ_ｘをＬＮＴのＮＯ_ｘ吸蔵成分から放出することが必要である。吸蔵されたＮＯ_ｘのＬＮＴからの放出は通常、リッチ条件下でリーンバーンエンジンを運転して、「リッチ」組成を有する排出ガスを生じさせることによって達成される。この条件下でＮＯ_ｘ吸蔵成分の無機硝酸塩が分解して、ＮＯ_ｘを改質する。リッチ条件下でＬＮＴをパージするこの要件は、追加の燃料の燃焼によって二酸化炭素（ＣＯ_２）の量を増加させるため、このタイプのエミッションコントロールデバイスの欠点である。ＬＮＴはまた、低温でのＮＯ_ｘ吸蔵効率が悪い傾向にある。

ＮＯ_ｘのための比較的新しいタイプのエミッションコントロールデバイスは、受動的Ｎｏｘ_ｘ吸着体（ＰＮＡ）である。ＰＮＡは、比較的低い排気ガス温度（例えば２００℃未満）でＮＯ_ｘを吸蔵又は吸着（通常は吸着）することができ、比較的高い温度でＮＯ_ｘを放出する。ＰＮＡのＮｏ_ｘ吸蔵及び排出メカニズムは、熱的に制御され、吸蔵されたＮｏ_ｘを排出するためのリッチパージを要するＬＮＴのそれとは異なる。

本発明は、モレキュラーシーブ触媒を含む受動的ＮＯ_ｘ吸着体（ＰＮＡ）に関する。このタイプのＰＮＡは低温、典型的にはＬＮＴのＮＯ_ｘ吸蔵温度よりも遥かに低い温度でＮＯ_ｘを吸蔵することができることがわかっている。このような低温ＮＯ_ｘ吸蔵は、リーンバーンエンジンが冷えた状態（「コールドスタート」期間）から始動されている場合、又は長時間アイドリングしている場合に有利である。

モレキュラーシーブ触媒を含むＰＮＡのＮＯ_ｘ吸蔵活性は、ＰＮＡがリッチ排ガス組成物に曝されると破壊されうることが発見されている。本発明は、この問題の認識に基づいており、その解決策を提供するものである。

リーンバーンエンジンが過酷な加速条件にさらされると、リッチ排気ガス組成物が瞬間的に生成されることがある。このようにして生成された排気ガス組成物へのＰＮＡの反復曝露は、そのＮＯ_ｘ貯蔵活性の著しい劣化又は破壊をもたらしうる。

さらに又はあるいは、モレキュラーシーブ触媒を含むＰＮＡは、ＬＮＴと併せて使用することができる。例えば、ＰＮＡのＮＯ_ｘ放出温度は、下流のＳＣＲ又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒の有効作用温度よりも低い温度でありうる。しかし、ＰＮＡのＮＯ_ｘ放出温度は、ＬＮＴのＮＯ_ｘ吸蔵温度と重複する可能性がある。ＰＮＡは、ＮＯ_ｘの吸蔵及び処理のための広い温度ウィンドーを提供するために、ＬＮＴ及びＳＣＲ又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒（例えばＰＮＡ＋ＬＮＴ＋ＳＣＲ又はＳＣＲＦ^ＴＭをこの順序で備える排気システム）と併せて用いることもできる。ＬＮＴからＮｏ_ｘを放出させるために使用されるリッチパージは、ＰＮＡのＮｏ_ｘ吸蔵活性を破壊する可能性がある。

本発明は、ディーゼルエンジンなどのリーンバーンエンジンからの排気ガスを処理するためのＮＯ_ｘ吸収体触媒を提供する。このＮＯ_ｘ吸収体触媒は、
貴金属と貴金属を含有するモレキュラーシーブとを含むモレキュラーシーブ触媒；
酸素吸蔵材料；及び
入口端と出口端とを有する基材
を含む。

本発明者らは、驚くべきことに、特にモレキュラーシーブ触媒がリッチ排気ガス条件に曝された場合に、モレキュラーシーブ触媒が失活する（すなわちＮＯ_ｘ吸蔵に対して失活）のを低減又は防止するために酸素吸蔵材料が使用可能であることを見出した。このようなリッチ排気ガス条件は、リーンバーンエンジンが１．０未満の空気−燃料当量比（ラムダ「λ」として知られている）で燃焼を行うときに生成されうる。

本発明は、ディーゼルエンジンなどのリーンバーンエンジン用の排気システムをさらに提供する。この排気システムは、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒と、エミッションコントロールデバイスとを備える。

本発明のさらなる態様は、車両に関する。車両は、リーンバーンエンジンと、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒又は排気システムのいずれかとを備える。

本発明はまた、リーンバーンエンジンからの排気ガスを処理する方法にも関する。本方法は、排気ガスを本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒と接触させることか、又は排気ガスを本発明の排気システムに通過させることのいずれかを含む。

本発明はさらに、モレキュラーシーブ触媒が排気ガスに曝された場合などの、モレキュラーシーブ触媒を失活から保護するための酸素吸蔵材料の使用に関する。

図１から５は、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒の略図である。各図において、左側は基材の入口端を表し右側は基材の出口端を表す。
基材（３）の上に配置されている、１つの領域内に酸素吸蔵材料（１）とモレキュラーシーブ触媒（２）とを有するＮＯ_ｘ吸収体触媒を示す。 酸素吸蔵材料（１）を含む第１のゾーンと、モレキュラーシーブ触媒（２）を含む第２のゾーンとを有するＮＯ_ｘ吸収体触媒を示す。 酸素吸蔵材料（１）を含む第１の領域と、モレキュラーシーブ触媒（２）を含む第２の領域／ゾーンとを有するＮＯ_ｘ吸収体触媒を示す。第１の領域と第２の領域／ゾーンとの間には、重なる部分がある。第１の領域の一部は、第２の領域／ゾーン（２の上に配置される。第１の領域と第２の領域／ゾーンの両方とも、基材（３）の上に配置される。 酸素吸蔵材料（１）を含む第１の領域／ゾーンと、モレキュラーシーブ触媒（２）を含む第２の領域とを有するＮＯ_ｘ吸収体触媒を示す。第１の領域／ゾーンと第２の領域との間には、重なる部分がある。第２の領域の一部は、第１の領域／ゾーンの上に配置される。第１の領域／ゾーンと第２の領域の両方とも、基材（３）の上に配置される。 モレキュラーシーブ触媒（２）を含む第２の層の上に配置された、酸素吸蔵材料（１）を含む第１の層を有するＮＯ_ｘ吸収体触媒を示す。第２の層は基材（３）の上に配置される。

本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒は、受動的Ｎｏｘ_ｘ吸収体（ＰＮＡ）としての使用のためのものである。Ｎｏ_ｘ吸収体触媒は、貴金属とモレキュラーシーブとを含むモレキュラーシーブ触媒を含むか、又は本質的にそれからなり、この場合、モレキュラーシーブは貴金属、酸素吸蔵材料；及び入口端と出口端とを有する基材を含有する。

モレキュラーシーブ触媒は、貴金属及びモレキュラーシーブを含む。モレキュラーシーブ触媒は、受動的ＮＯ_ｘ吸収体（ＰＮＡ）触媒である（すなわちＰＮＡ活性を有する）。モレキュラーシーブ触媒は、国際公開第２０１２／１６６８６８号に記載の方法に従って調製することができる。

貴金属は典型的には、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及びこれらの２種以上の混合物からなる群より選択される。好ましくは、貴金属は、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及びロジウム（Ｒｈ）からなる群より選択される。さらに好ましくは、貴金属は、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、及びこれらの混合物からなる群より選択される。

一般に、貴金属は、パラジウム（Ｐｄ）及び、任意選択的に、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）及びルテニウム（Ｒｕ）からなる群より選択される第２の金属を含むか、又はこれらからなることが好ましい。好ましくは、貴金属は、パラジウム（Ｐｄ）及び、任意選択的に、白金（Ｐｔ）及びロジウム（Ｒｈ）からなる群から選択される第２の金属を含むか、又はこれらからなる。さらにいっそう好ましくは、貴金属は、パラジウム（Ｐｄ）及び任意選択的に白金（Ｐｔ）を含むか、又はこれらからなる。さらに好ましくは、モレキュラーシーブ触媒は、唯一の貴金属としてパラジウムを含む。

貴金属がパラジウム（Ｐｄ）及び第２の金属を含むか又はこれらからなる場合には、パラジウム（Ｐｄ）の第２の金属に対する質量比は＞１：１である。さらに好ましくは、パラジウム（Ｐｄ）の第２の金属に対する質量比は＞１：１であり、パラジウム（Ｐｄ）の第２の金属に対するモル比は＞１：１である。

モレキュラーシーブ触媒は、卑金属をさらに含んでいてもよい。よって、モレキュラーシーブ触媒は、貴金属、モレキュラーシーブ及び任意選択的に卑金属を含むか、又は本質的にそれらからなる。モレキュラーシーブは、貴金属及び任意選択的に卑金属を含有する。

卑金属は、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）及びスズ（Ｓｎ）、並びにこれらの２種以上の混合物からなる群より選択されうる。卑金属は、鉄、銅及びコバルト、さらに好ましくは鉄及び銅からなる群より選択されることが好ましい。さらにいっそう好ましくは、卑金属は、鉄である。

あるいは、モレキュラーシーブ触媒は、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）及びスズ（Ｓｎ）、並びにこれらの２種以上の混合物からなる群より選択される卑金属などの卑金属を実質的に含まない場合がある。よって、モレキュラーシーブ触媒は、卑金属を含まない場合がある。

一般に、モレキュラーシーブ触媒は卑金属を含まないことが好ましい。

モレキュラーシーブ触媒はバリウム（Ｂａ）を実質的に含まないことが好ましい場合があり、さらに好ましくはモレキュラーシーブ触媒はアルカリ土類金属を実質的に含まない。よって、モレキュラーシーブ触媒はバリウムを含まない場合があり、好ましくはモレキュラーシーブ触媒はアルカリ土類金属を含まない。

典型的には、モレキュラーシーブはアルミニウム、ケイ素、及び／又はリンで構成される。モレキュラーシーブは、一般に、酸素原子の共有によって連結されたＳｉＯ_４、ＡｌＯ_４、及び／又はＰＯ_４の三次元配置（例えば骨格）を有する。モレキュラーシーブは、アニオン骨格を有しうる。アニオン骨格の電荷は、アルカリ及び／又はアルカリ土類元素（例えばＮａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ）のカチオン、アンモニウムカチオン及び／又はプロトンなどのカチオンによって相殺されうる。

典型的には、モレキュラーシーブは、アルミノシリケート骨格、アルミノホスフェート骨格又はシリコ−アルミノホスフェート骨格を有する。モレキュラーシーブは、アルミノシリケート骨格又はアルミノホスフェート骨格を有してもよい。モレキュラーシーブは、アルミノシリケート骨格又はシリコ−アルミノホスフェート骨格を有することが好ましい。さらに好ましくは、モレキュラーシーブは、アルミノシリケート骨格を有する。

モレキュラーシーブがアルミノシリケート骨格を有する場合、モレキュラーシーブは、好ましくはゼオライトである。

モレキュラーシーブは、貴金属を含有する。貴金属は典型的には、モレキュラーシーブに担持されている。例えば、イオン交換などによってモレキュラーシーブ上に貴金属をロードし、担持させてもよい。よって、モレキュラーシーブ触媒は、貴金属及びモレキュラーシーブを含むか、又は本質的にそれらからなっていてよく、この場合モレキュラーシーブは貴金属を含有し、貴金属はイオン交換によってモレキュラーシーブ上にロードされ、及び／又は担持される。

一般に、モレキュラーシーブは、金属置換モレキュラーシーブ（例えばアルミノシリケート又はアルミノホスフェート骨格を有する金属置換されたモレキュラーシーブ）であってもよい。金属置換モレキュラーシーブの金属は、貴金属でありうる（例えばモレキュラーシーブは、貴金属置換されたモレキュラーシーブである）。よって、貴金属を含有するモレキュラーシーブは、貴金属置換モレキュラーシーブでありうる。モレキュラーシーブ触媒が卑金属を含む場合、モレキュラーシーブは、貴金属及び卑金属置換ゼオライトモレキュラーシーブであってもよい。誤解を避けるために、用語「金属置換（された）」は、「イオン交換（された）」と同義である。

モレキュラーシーブ触媒は一般に、モレキュラーシーブの細孔の内側に位置する貴金属を少なくとも１重量％、好ましくは少なくとも５重量％、さらに好ましくは少なくとも１０重量％（例えば少なくとも２５重量％など）、さらにいっそう好ましくは少なくとも５０重量％有する（すなわちモレキュラーシーブ触媒の貴金属の量）。

モレキュラーシーブは、小細孔モレキュラーシーブ（すなわち最大環サイズが８つの四面体原子を有するモレキュラーシーブ）、中細孔モレキュラーシーブ（すなわち最大環サイズが１０の四面体原子を有するモレキュラーシーブ）、及び大細孔モレキュラーシーブ（すなわち最大環サイズが１２の四面体原子を有するモレキュラーシーブ）から選択されうる。さらに好ましくは、モレキュラーシーブは、小細孔モレキュラーシーブ及び中細孔モレキュラーシーブから選択される。

第１のモレキュラーシーブ触媒の実施態様において、モレキュラーシーブは、小細孔モレキュラーシーブである。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、並びにこれらのいずれか２種以上の混合物又は連晶からなる群より選択される骨格型を好ましくは有する。連晶は、ＫＦＩ−ＳＩＶ、ＩＴＥ−ＲＴＨ、ＡＥＷ−ＵＥＩ、ＡＥＩ−ＣＨＡ、及びＡＥＩ−ＳＡＶから好ましくは選択される。さらに好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＣＨＡ又はＡＥＩ−ＣＨＡ連晶の骨格型を有する。さらにいっそう好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、ＡＥＩ又はＣＨＡ、特にＡＥＩである骨格型を有する。

好ましくは、小細孔モレキュラーシーブは、アルミノシリケート骨格又はシリコ−アルミノホスフェート骨格を有する。とりわけ小細孔モレキュラーシーブがＡＥＩ、ＣＨＡ又はＡＥＩ−ＣＨＡ連晶、特にＡＥＩ又はＣＨＡである骨格型を有する場合、小細孔モレキュラーシーブは、アルミノシリケート骨格をさらに好ましくは有する（すなわちモレキュラーシーブはゼオライトである）。

第２のモレキュラーシーブ触媒の実施態様では、モレキュラーシーブは、ＡＥＩ、ＭＦＩ、ＥＭＴ、ＥＲＩ、ＭＯＲ、ＦＥＲ、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＣＨＡ、ＬＥＶ、ＭＷＷ、ＣＯＮ及びＥＵＯ、並びにこれらの２種以上の混合物からなる群より選択される骨格型を有する。

第３のモレキュラーシーブ触媒の実施態様では、モレキュラーシーブは、中細孔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、好ましくはＭＦＩ、ＦＥＲ、ＭＷＷ及びＥＵＯからなる群より選択される骨格型、さらに好ましくはＭＦＩの骨格型を有する。

第４のモレキュラーシーブ触媒の実施態様では、モレキュラーシーブは、大細孔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、好ましくはＣＯＮ、ＢＥＡ、ＦＡＵ、ＭＯＲ及びＥＭＴからなる群より選択される骨格型を有し、さらに好ましくはＢＥＡの骨格型を有する。

第１から第４のモレキュラーシーブ触媒の実施態様のそれぞれにおいて、モレキュラーシーブは、アルミノシリケート骨格を好ましくは有する（例えばモレキュラーシーブはゼオライトである）。前述の三文字コードの各々は、「ゼオライト命名に関するＩＵＰＡＣ委員会」及び／又は「国際ゼオライト学会の構造委員会」に従った骨格型を表す。

第１から第４のモレキュラーシーブ触媒の実施態様のそれぞれにおいて、モレキュラーシーブ（例えば大細孔、中細孔又は小細孔）は少なくとも２つの異なる骨格型の連晶ではない骨格を有するのが一般に好ましい。

モレキュラーシーブは典型的には、１０から２００（例えば１０から４０）、例えば１０から１００など、さらに好ましくは１５から８０（例えば１５から３０）のシリカ対アルミナのモル比（ＳＡＲ）を有する。ＳＡＲは一般に、アルミノシリケート骨格（例えばゼオライト）又はシリコ−アルミノホスフェート骨格、好ましくはアルミノシリケート骨格（例えばゼオライト）を有する分子に関する。

第１、第３及び第４のモレキュラーシーブ触媒の実施態様（及び第２のモレキュラーシーブ触媒の実施態様のいくつかの骨格型についても）は、特にモレキュラーシーブがゼオライトの場合、７５０ｃｍ^−１から１０５０ｃｍ^−１の範囲の特徴的な吸収ピークを（モレキュラーシーブ自体の吸収ピークに加えて）有する赤外線スペクトルを有しうる。好ましくは、特徴的な吸収ピークは、８００ｃｍ^−１から１０００ｃｍ^−１の範囲であり、さらに好ましくは８５０ｃｍ^−１から９７５ｃｍ^−１の範囲である。

第１のモレキュラーシーブ触媒の実施態様のモレキュラーシーブ触媒は、有利な受動的ＮＯ_ｘ吸着体（ＰＮＡ）活性を有することが分かっている。モレキュラーシーブ触媒は、リーンバーンエンジンの始動直後などの排気ガス温度が比較的冷たいときに、ＮＯ_ｘを吸蔵するのに使用することができる。モレキュラーシーブ触媒によるＮＯ_ｘ吸蔵は、低温（例えば２００℃未満）で起こる。リーンバーンエンジンが温まるにつれて、排気ガス温度が上昇し、モレキュラーシーブ触媒の温度も上昇する。モレキュラーシーブ触媒は、吸着したＮＯ_ｘを、より高い温度（例えば２００℃以上）で放出する。

意外にも、モレキュラーシーブ触媒、特に第２のモレキュラーシーブ触媒の実施態様のモレキュラーシーブ触媒は、コールドスタート触媒活性を有することがわかっている。このような活性は、比較的低い排気ガス温度（例えば２００℃未満）でＮＯ_ｘ及び炭化水素（ＨＣ）を吸着することにより、コールドスタート期間中の排気を低減することができる。吸着されたＮＯ_ｘ及び／又はＨＣは、ＮＯ及び／又はＨＣを酸化するための他の触媒成分又はエミッションコントロールデバイスの有効温度にモレキュラーシーブ触媒の温度が近いか又はそれ以上のときに、放出されうる。

本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒は、酸素吸蔵材料を含む。酸素吸蔵材料は、モレキュラーシーブ触媒を、特にＮＯ_ｘに対して失活することから保護するのに適している。酸素吸蔵材料は、リッチ組成を有する排気ガスからモレキュラーシーブ触媒を保護するのに適している。酸素吸蔵材料は、酸化及び還元条件下で酸素を吸蔵及び放出する能力を有する。理論に束縛されるものではなないが、リッチ排気ガス条件下で、過剰な汚染物質は、酸素吸蔵材料によって提供される酸素を用いて酸化されうると考えられている。結果として得られるガス組成は、それほどリッチではなく、したがってモレキュラーシーブ触媒に対して失活が少ない。

典型的には、酸素吸蔵材料は、セリウム及び／又はマンガン化合物の酸化物を含むか、又はそれらからなり、そのマンガン化合物は、マンガン又はマンガンアルミネートの酸化物を含むか、又はそれからなる。好ましくは、セリウムの酸化物は、セリア（ＣｅＯ_２）である。マンガンの酸化物は、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ_２Ｏ_３）、酸化マンガン（ＩＩ、ＩＩＩ）（ＭｎＯ．Ｍｎ_２Ｏ_３［Ｍｎ_３Ｏ_４と記載されることもある］）、及び酸化マンガン（ＩＶ）（ＭｎＯ_２）からなる群より選択されうる。マンガンアルミネートは、ＭｎＡｌ_２Ｏ_４である。

酸素吸蔵材料は、第２の酸化物をさらに含みうる。この文脈における「第２」という用語は、存在しうるセリウムの酸化物又はマンガンの酸化物から該酸化物を区別するラベルである。用語「第２の酸化物」は、「第１の酸化物」の存在を必要としない。

第２の酸化物は、ジルコニア、アルミナ、ランタン、及びこれらの２種以上の組み合わせからなる群から選択されうる。第２の酸化物は、特に酸素吸蔵材料がセリウムの酸化物を含む場合、ジルコニア又はジルコニアとアルミナの組み合わせであることが好ましい場合がある。

（ｉ）セリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物と（ｉｉ）第２の酸化物とを含む場合の酸素吸蔵材料は、特に（ｉ）がセリウムの酸化物であるとき、（ｉ）と（ｉｉ）との混合又は複合酸化物でありうる。

典型的には、混合又は複合酸化物は、
（ａ）２０から９５重量％のセリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物、好ましくはセリウムの酸化物（例えばＣｅＯ_２）、及び
（ｂ）５から８０重量％の第２の酸化物
から本質的になる。

混合又は複合酸化物は、（ａ）５０から９５重量％のセリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物、好ましくはセリウムの酸化物（例えばＣｅＯ_２）と（ｂ）５から５０重量％の第２の酸化物から、さらに好ましくは（ａ）３５から８０重量％のセリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物と（ｂ）２０から６５重量％の第２の酸化物［例えば（ａ）５５から８０重量％のセリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物と（ｂ）２０から４５重量％の第２の酸化物］から、さらにいっそう好ましくは（ａ）４５から７５重量％のセリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物と（ｂ）２５から５５重量％の第２の酸化物から本質的になるのが好ましい。

一般に、酸素吸蔵材料は、セリウムの酸化物、特にセリアを含むか、又は本質的にそれからなるのが好ましい。

セリウムの酸化物（例えばＣｅＯ_２）、マンガン化合物又は混合若しくは複合酸化物にはドーパントがドープされてもよい。ドーパントの総量は、（セリウムの酸化物（例えばＣｅＯ_２）、マンガン化合物又は混合若しくは複合酸化物の）典型的には０．２５から５重量％、好ましくは０．５から２０重量％（例えば０．５から３重量％又は５から２０重量％）、さらに好ましくは１から１５重量％（例えば約１重量％）である。ドーパントを含めることにより、熱安定性を付与することができる。

ドーパントは、ジルコニウム（Ｚｒ）、タングステン（Ｗ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、及びこれらの２種以上の組み合わせからなる群より選択される元素又はその酸化物でありうる。元素は、タングステン（Ｗ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、及びこれらの２種以上の組み合わせからなる群より選択されうる。

さらに好ましくは、元素は、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、及びこれらの２種以上の組み合わせからなる群より選択される。さらにいっそう好ましくは、元素は、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、及びこれらの２種以上の組み合わせ、例えばプラセオジム（Ｐｒ）、又はランタン（Ｌａ）とジルコニウム（Ｚｒ）との組み合わせからなる群より選択される。

セリウムの酸化物（例えばＣｅＯ_２）、マンガン化合物又は混合若しくは複合酸化物にはドーパントがドープされないことが好ましい場合がある。

一般に、酸素吸蔵材料は、セリウムの酸化物、特にセリア（すなわち混合又は複合酸化物ではないセリア）を含むか、又は本質的にそれからなるのが好ましい。

典型的には、酸素吸蔵材料は、セリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物、特にセリウムの酸化物に担持された白金及び／又はパラジウムを含むか、又は本質的にそれらからなる。白金及び／又はパラジウムは好ましくは、セリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物に直接担持されている（すなわち白金及び／又はパラジウムは、セリウムの酸化物の表面に直接接触している）。白金及び／又はパラジウムがセリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物に担持されている場合、酸素吸蔵材料の活性、特に酸素吸蔵活性が高められ、酸素吸蔵材料はより強力な保護をモレキュラーシーブ触媒に提供しうる。

好ましくは、酸素吸蔵材料は、セリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物、特にセリウムの酸化物に担持されたパラジウム及び任意選択的に白金を含むか、又は本質的にそれらからなる。白金及び任意選択的にパラジウムがセリア（すなわち混合又は複合酸化物ではないセリア）に担持されているのが好ましい。

酸素吸蔵材料が白金及びパラジウムを含む場合、白金対パラジウムの質量比は、好ましくは１０：１から１：１０、さらに好ましくは８：１から１：８、さらにいっそう好ましくは５：１から１：５である。

本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒は、酸素吸蔵材料によるモレキュラーシーブ触媒の保護を容易にするいくつかの配置のうちの１つを有しうる。

第１の配置では、ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、モレキュラーシーブ触媒と酸素吸蔵材料との混合物を含むか、又は本質的にそれからなる。ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、モレキュラーシーブ触媒と酸素吸蔵材料とを含んでいるか又は本質的にそれらからなる領域（すなわちモレキュラーシーブ触媒と酸素吸蔵材料は同じ領域内に存在する）を含むか又は本質的にそれからなってもよい。

ＮＯ_ｘ吸収体触媒の第１の配置の例を図１に示す。

該領域は、基材上に配置又は担持されてもよい。該領域は、基材上に直接配置又は担持されている（すなわち領域は基材の表面と接触している）ことが好ましい。

第１の配置では、該領域は、ゾーンである。ゾーンは、典型的には基材の長さの１０から９０％（例えば１０から４５％）、好ましくは基材の長さの１５から７５％（例えば１５から４０％）、さらに好ましくは基材の長さの２０から７０％（例えば３０から６５％、例えば２５から４５％など）、なおさらに好ましくは２５から６５％（例えば３５から５０％）の長さを有する。

あるいは、該領域は、層である。この層は、基材の全長（すなわち実質的に全長）、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって広がる。

第１の配置において、酸素吸蔵材料は、セリウムの酸化物及び／又はマンガン化合物、特にセリウムの酸化物に担持された白金及び／又はパラジウムを含むか、又は本質的にそれらからなるのが好ましい。さらに好ましくは、酸素吸蔵材料は、セリウムの酸化物に担持されたパラジウムを含むか又は本質的にそれからなる。

第１の配置において、領域は好ましくは、ロジウム、並びに／又はアルカリ金属、アルカリ希土類金属及び／若しくは希土類金属の酸化物、炭酸塩若しくは水酸化物（セリウムの酸化物（すなわち第２のＮＯ_ｘ吸収体材料からのもの）を除く）を含んでいるか若しくは本質的にそれらからなるＮＯ_ｘ吸蔵成分を実質的に含まない。

酸素吸蔵材料がモレキュラーシーブ触媒と混合される場合、酸素吸蔵材料は、リッチ排ガス組成物への曝露時にモレキュラーシーブ触媒が失活することから保護することができる。

第２の配置では、ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、第２の領域の上流に配置された第１の領域を含む。第一の領域は、酸素吸蔵材料を含むか、又は本質的にそれからなる。第２の領域は、モレキュラーシーブ触媒を含むか、又は本質的にそれからなる。

第２の配置では、第１の領域及び／又は第２の領域は、基材上に配置又は担持されうる。

ＮＯ_ｘ吸収体触媒の第２の配置の例を図２から４に示す。

第２の領域は、基材上に直接配置されてよい（すなわち第２の領域は基材の表面と接触している）。第１の領域は、
（ａ）第２の領域上に配置又は担持され、及び／又は
（ｂ）基材上に直接配置され［すなわち第１の領域は基材の表面と接触している］、及び／又は
（ｃ）第２の領域と接触している［すなわち第１の領域は第２の領域に隣接又は当接する］。

第１の領域は第１のゾーンであってよく、第２の領域は第２のゾーンであってよい（図２の配置参照）。第１のゾーンは、第２のゾーンに隣接してもよい。好ましくは、第１のゾーンは、第２のゾーンと接触している。

第１のゾーンが第２のゾーンに隣接する、かつ／又は接触している場合、第１のゾーンと第２のゾーンとの組み合わせは、層（例えば単層）として基材上に配置又は担持されうる。よって、層（例えば単層）は、第１及び第２のゾーンが隣接するか又は互いに接触している場合に、基材上に形成されうる。このような配置は背圧の問題を回避しうる。

第１の領域の一部は、第２の領域上に配置又は担持されうる（例えば第１の領域は第２の領域と重なってよい）。例えば、図３に示す配置を参照されたい。第２の領域は第２のゾーンであってよく、第１の領域は第１の層又は第１のゾーンであってよい。

第１の領域が第２の領域上に配置又は担持される場合、好ましくは第１の領域の一部は、第２の領域上に直接配置される（すなわち第１の領域は第２の領域の表面と接触している）。

あるいは、第２の領域の一部は、第１の領域上に配置又は担持されうる（例えば第２の領域は第１の領域と重なってよい）。例えば、図４に示す配置を参照されたい。第１の領域は第１のゾーンであってよく、第２の領域は第２の層又は第２のゾーンであってよい。

第２の領域の一部が第１の領域上に配置又は担持される場合、好ましくは第２の領域の一部は、第１の領域上に直接配置される（すなわち第２の領域は第１の領域の表面と接触している）。

典型的には、第２の配置のＮＯ_ｘ吸収体触媒において、第２の領域は、基材の出口端に配置され、第１の領域は、基材の入口端などの、第２の領域の上流に配置される。

第２の配置では、第２の領域は第２の層であってよく、第１の領域は第１のゾーンであってよく、ここで第１のゾーンは第２の層上に配置される。好ましくは、第１のゾーンは、第２の層上に直接配置される（すなわち第１のゾーンは第２の層の表面と接触している）。

第１のゾーンが第２の層上に配置又は担持される場合、第１のゾーンの全長が第２の層上に配置又は担持されることが好ましい。第１のゾーンの長さは、第２の層の長さより短い。第１のゾーンは、基材の入口端で第２の層上に配置されるのが好ましい。

第３の配置では、ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、第２の層上に配置された第１の層を含む（例えば、図５の配置参照）。好ましくは、第１の層は、第２の層上に直接配置される（すなわち第１の層は第２の層の表面と接触している）。

本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒の第２及び第３の配置は、酸素吸蔵材料がモレキュラーシーブ触媒より先にすべて又はほとんどの入口排気ガスと接触するように配置されているため有利である。排気ガスがリッチ組成を有する場合、これらの配置は、モレキュラーシーブ触媒の不活性化の可能性を低減する。

誤解を避けるために、第１の領域は、第２の領域とは異なる（すなわち異なる組成）。

一般に、第２及び第３の配置に関して、第１の領域が第１のゾーンである場合、第１のゾーンは、典型的には基材の長さの１０から９０％（例えば１０から４５％）、好ましくは基材の長さの１５から７５％（例えば１５から４０％）、さらに好ましくは基材の長さの２０から７０％（例えば３０から６５％、例えば２５から４５％など）、なおさらに好ましくは２５から６５％（例えば３５から５０％）の長さを有する。

第２の領域が第２のゾーンである場合、第２のゾーンは一般に、基材の長さの１０から９０％（例えば１０から４５％）、好ましくは基材の長さの１５から７５％（例えば１５から４０％）、さらに好ましくは基材の長さの２０から７０％（例えば３０から６５％、例えば２５から４５％など）、なおさらに好ましくは２５から６５％（例えば３５から５０％）の長さを有する。

第２及び第３の配置において、第１の領域が第１の層である場合、第１の層は典型的には、基材の全長（すなわち実質的に全長）にわたって、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって広がる。

一般に、第２の領域が第２の層である場合、第２の層は典型的に、基材の全長（すなわち実質的に全長）にわたって、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって広がる。

第２及び第３の配置において、第１の領域は好ましくは、ロジウム、並びに／又はアルカリ金属、アルカリ希土類金属及び／若しくは希土類金属の酸化物、炭酸塩若しくは水酸化物（セリウムの酸化物（すなわち第２のＮＯ_ｘ吸収体材料からのもの）を除く）を含んでいるか若しくは本質的にそれらからなるＮＯ_ｘ吸蔵成分を実質的に含まない。さらに好ましくは、第１の領域は、ロジウム、並びに／又はアルカリ金属、アルカリ希土類金属及び／若しくは希土類金属の酸化物、炭酸塩若しくは水酸化物（セリウムの酸化物（すなわち酸素吸蔵材料からのもの）を除く）を含んでいるか若しくは本質的にそれらからなるＮＯ_ｘ吸蔵成分を含まない。よって、第１の領域は好ましくは、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）領域（すなわちリーンＮＯ_ｘトラップ活性を有する領域）ではない。

第２及び第３の配置では、第１の領域が実質的に白金を含まないことが好ましい場合がある。さらに好ましくは、第１の領域は、白金を含まない。

さらに又はあるいは、第２及び第３の配置において、第２の領域は好ましくは、ロジウム、並びに／又はアルカリ金属、アルカリ希土類金属及び／若しくは希土類金属の酸化物、炭酸塩若しくは水酸化物（セリウムの酸化物（すなわち第２のＮＯ_ｘ吸収体材料からのもの）を除く）を含んでいるか若しくは本質的にそれらからなるＮＯ_ｘ吸蔵成分を実質的に含まない。さらに好ましくは、第２の領域は、ロジウム、並びに／又はアルカリ金属、アルカリ希土類金属及び／若しくは希土類金属の酸化物、炭酸塩若しくは水酸化物を含んでいるか若しくは本質的にそれらからなるＮＯ_ｘ吸蔵成分を含まない。よって、第２の領域は好ましくは、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）領域（すなわちリーンＮＯ_ｘトラップ活性を有する領域）ではない。

一般に、第２及び第３の配置において、第２の領域がセリアなどのセリウムの酸化物を実質的に含まないことが好ましい。よって、第２の領域は、セリアなどのセリウムの酸化物を含まない場合がある。

本発明の第４の配置では、ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、上記第１から第３の配置のいずれか１つにおいて定義されている配置を有し、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ））領域をさらに含む。リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ））領域は、リーンＮＯ_ｘトラップ活性を有する。

ＬＮＴ領域は、ＬＮＴゾーンでありうる。ＬＮＴゾーンは、典型的には基材の長さの１０から９０％（例えば１０から４５％）、好ましくは基材の長さの１５から７５％（例えば１５から４０％）、さらに好ましくは基材の長さの２０から６０％（例えば３０から５５％、例えば２５から４５％など）、なおさらに好ましくは２５から５０％（例えば２５から４０％）の長さを有する。

あるいは、ＬＮＴ領域は、ＬＮＴ層であってもよい。ＬＮＴ層は、基材の全長（すなわち実質的に全長）、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって広がってもよい。

ＬＮＴ領域は、好ましくはモレキュラーシーブ触媒及び酸素吸蔵材料の上流に配置される。ＬＮＴ領域は基材の入口端に配置されるのが好ましい。さらに好ましくは、ＬＮＴ領域は、基材の入口端に配置されているＬＮＴゾーンである。

第１から第４の配置のいずれか１つを含めた本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒は、ＳＣＲ触媒（例えばＳＣＲ触媒を含む領域）、特に、セリウム（Ｃｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）又はこれらの２種以上の組み合わせからなる群より選択される金属を含むＳＣＲ触媒を好ましくは含まない。

上記の領域、ゾーン及び層は、ウオッシュコートを作製して基材上に塗布するための、当該技術分野で知られている従来の方法を用いて調製することができる（例えば本発明者らの国際公開第９９／４７２６０号、国際公開第２００７／０７７４６２号及び国際公開第２０１１／０８０５２５号を参照のこと）。

第１の配置の領域及び第２及び第３の配置の第２の領域は、典型的には総ロード量≧１ｇ ｆｔ^−３、好ましくは＞１ｇ ｆｔ^−３、さらに好ましくは＞２ｇ ｆｔ^−３の貴金属（すなわち第１の領域のモレキュラーシーブ触媒）を含む。

一般に、第１の配置の領域は、総ロード量５から５５０ｇ ｆｔ^−３、好ましくは１５から４００ｇ ｆｔ^−３（例えば７５から３５０ｇ ｆｔ^−３）、さらに好ましくは２５から３００ｇ ｆｔ^−３（例えば５０から２５０ｇ ｆｔ^−３）、なおさらに好ましくは３０から１５０ｇ ｆｔ^−３の貴金属（例えば酸素吸蔵材料とモレキュラーシーブ触媒の両方を含む）を含む。

第２から第３の配置の場合、第２の領域は、典型的には総ロード量１から２５０ｇ ｆｔ^−３、好ましくは５から１５０ｇ ｆｔ^−３、さらに好ましくは１０から１００ｇ ｆｔ^−３の貴金属（すなわち第２の領域のモレキュラーシーブ触媒）を含む。

第１の領域は、第２から第３の配置において、典型的には総ロード量５から３００ｇ ｆｔ^−３の白金族金属（例えば酸素吸蔵材料の白金及び／又はパラジウム）を有する。第１の領域は、総ロード量１０から２５０ｇ ｆｔ^−３（例えば７５から１７５ｇ ｆｔ^−３）、さらに好ましくは１５から２００ｇ ｆｔ^−３（例えば５０から１５０ｇ ｆｔ^−３）、なおさらに好ましくは２０から１５０ｇ ｆｔ^−３のＰＧＭを有することが好ましい。

第１の配置の領域又は第２及び第３の配置の第２の領域は、０．１から４．５ｇ ｉｎ^−３（例えば０．２５から４．２ｇ ｉｎ^−３）、好ましくは０．３から３．８ｇ ｉｎ^−３、なおさらに好ましくは０．５から３．０ｇ ｉｎ^−３（１から２．７５ｇ ｉｎ^−３又は０．７５から１．５ｇ ｉｎ^−３）、さらにいっそう好ましくは０．６から２．５ｇ ｉｎ^−３（例えば０．７５から２．３ｇ ｉｎ^−３）の量のセリウムの酸化物（例えば酸素吸蔵材料のセリウムの酸化物の量）を含みうる。

第２から第３の配置において、第１の領域は、炭化水素吸着材をさらに含んでもよい。

炭化水素吸着材は、典型的にはゼオライト、好ましくは貴金属及び／又は卑金属を含まないゼオライトである。ゼオライトは、中細孔ゼオライト（例えば最大環サイズが１０の四面体原子であるゼオライト）又は大細孔ゼオライト（例えば最大環サイズが１２の四面体原子であるゼオライト）であることが好ましい。ゼオライトは、小細孔ゼオライト（例えば最大環サイズが８の四面体原子であるゼオライト）ではないことが好ましい場合がある。

適切なゼオライト又はゼオライトの種類の例には、フージャサイト、クリノプチロライト、モルデナイト、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ゼオライトが含まれる。ゼオライトは、好ましくはＺＳＭ−５型、ベータゼオライト又はＹ型ゼオライトである。

第１の領域が炭化水素吸着剤を含む場合、炭化水素吸着剤の総量は、０．０５から３．００ｇ ｉｎ^−３、特に０．１０から２．００ｇ ｉｎ^−３、さらに特には０．２から１．０ｇ ｉｎ^−３である。炭化水素吸着剤の全量は、例えば０．８から１．７５ｇ ｉｎ^−３、例えば１．０から１．５ｇ ｉｎ^−３であってもよい。

第１の配置の領域又は第２及び第３の配置の第１の領域は、炭化水素吸着材、特にゼオライトを実質的に含まないことが一般的に好ましい。よって、第１の配置の領域又は第２及び第３の配置の第１の領域は、炭化水素吸着材を含まない場合がある。

さらに、第２及び第３の配置において、第１の領域が上述のモレキュラーシーブ触媒などのモレキュラーシーブ触媒を実質的に含まないことが好ましい場合がある。よって、第１の領域はモレキュラーシーブ触媒を含まない場合がある。

本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒は、入口端と出口端とを有する基材を含む。

基材は、典型的には複数のチャネル（例えば排気ガスを通すための）を有する。一般に、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でできているか、又はこれらで構成されていることが好ましい。

典型的には、基材はモノリスである（本明細書では基材モノリスとも称される）。このようなモノリスは、当該技術分野でよく知られている。基材モノリスは、フロースルーモノリス又はフィルターモノリスである。

フロースルーモノリスは、貫通する複数のチャネルを有するハニカムモノリス（例えば金属製又はセラミック製のハニカムモノリス）を典型的には含み、各チャネルは入口端及び出口端で開いている。

フィルターモノリスは、複数の入口チャネルと複数の出口チャネルとを通常含み、入口チャネルは上流端部（すなわち排気ガスの入口側）で開放され、下流端部（すなわち排気ガスの出口側）で塞栓されるか封止され、出口チャネルは上流端部で塞栓されるか封止され、下流端部で開放されており、各入口チャネルは、多孔質構造によって出口チャネルから隔てられている。

モノリスがフィルターモノリスである場合、フィルターモノリスはウォールフロー型フィルターであることが好ましい。ウォールフロー型フィルターでは、各入口チャネルが、多孔質構造の壁によって出口チャネルから交互に隔てられ、逆もまた同様である。入口チャネルと出口チャネルは、ハニカム配列で配置されていることが好ましい。ハニカム配列が存在する場合、入口チャネルと垂直方向及び横方向に隣接するチャネルが上流端部で塞栓され、逆もまた同じである（すなわち、出口チャネルと垂直方向及び横方向に隣接するチャネルは下流端部で塞栓される）ことが好ましい。いずれの端部から見ても、交互に塞栓及び開放されているチャネルの端部は、チェス盤の外観を呈する。

原則として、基材は、如何なる形状又は大きさであってもよい。しかしながら、基材の形状及び大きさは通常、触媒中の触媒活性材料の排気ガスへの曝露を最適化するように選択される。基材は、例えば管、繊維又は粒子の形状を有してもよい。適切な担持基材の例としては、モノリスハニカムコーディエライト型の基材、モノリスハニカムＳｉＣ型の基材、層状繊維又は編地型の基材、発泡体型の基材、クロスフロー型の基材、金属ワイヤーメッシュ型の基材、金属多孔体型の基材、及びセラミック粒子型の基材が挙げられる。

基材は、電気加熱可能な基材であってもよい（すなわち、電気加熱可能な基材は、使用中に電気的に加熱する基材である）。基材が電気加熱可能な基材である場合、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒は、電力接続、好ましくは少なくとも２つの電力接続、さらに好ましくは２つのみの電力接続を有する。各電力接続は、電気加熱可能な基材及び電源に電気的に接続されうる。ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、抵抗器を通った電流が電気エネルギーを熱エネルギーに変換する、ジュール加熱によって加熱されうる。

電気加熱可能な基材は、第１の領域から吸蔵ＮＯ_ｘを放出するのに用いることができる。よって、電気加熱可能な基材のスイッチをオンにすると、ＮＯ_ｘ吸収体触媒は加熱され、モレキュラーシーブの温度は、そのＮＯ_ｘ放出温度まで上昇させることができる。適切な電気加熱可能な基材の例は、米国特許第４３００９５６号、米国特許第５１４６７４３号及び米国特許第６５１３３２４号に記載されている。

一般に、電気加熱可能な基材は金属を含む。金属は、電力接続又は電力接続に電気的に接続されうる。

典型的には、電気加熱可能な基材は、電気加熱可能なハニカム基材である。電気加熱可能な基材は、使用の際に、電気加熱式のハニカム基材でありうる。

電気加熱可能な基材は、電気加熱可能な基材モノリス（例えば金属モノリス）を含みうる。モノリスは波形の金属板又は金属箔を含みうる。波形の金属板又は金属箔は、圧延、巻回又は積層されうる。波形金属板が圧延又は巻回される場合には、波形金属板は、コイル、らせん形状又は同心円パターンへと圧延又は巻回されうる。

電気加熱可能な基材の金属、金属モノリス、及び／又は波形の金属板若しくは箔は、Ｆｅｃｒａｌｌｏｙ^ＴＭなどのアルミニウムフェライト鋼を含みうる。

本発明はまた、ＮＯ_ｘ吸収体触媒とエミッションコントロールデバイスとを備えた排気システムも提供する。エミッションコントロールデバイスの例には、ディーゼル微粒子フィルター（ＤＰＦ）、リーンＮＯ_Ｘトラップ（ＬＮＴ）、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）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）及びこれらの２種以上の組み合わせが含まれる。このようなエミッションコントロールデバイスは、当該技術分野でよく知られている。

排気システムは、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、ディーゼル微粒子フィルター（ＤＰＦ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒、及びこれらの２種以上の組み合わせからなる群より選択されるエミッションコントロールデバイスを備えることが好ましい。さらに好ましくは、エミッションコントロールデバイスは、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒、及びこれらの２種以上の組み合わせからなる群より選択される。

一般に、本発明の排気システムは、排気ガス中に炭化水素を導入するための手段をさらに備えていてもよい。

排気ガス中に炭化水素を導入するための手段は、（例えばリッチな排気ガスを生成するための）炭化水素供給装置を備えていてもよく、又はそれからなっていてもよい。炭化水素供給装置は、典型的にはＬＮＴからＮＯ_ｘ（例えば吸蔵ＮＯ_ｘ）を放出するために排気ガス中に炭化水素を噴射するように構成された、エンジンマネジメントシステムに電子的に接続されてもよい（すなわち、別個のエミッションコントロールデバイスとして、又は本発明のＮＯ_ｘ吸蔵触媒の第４の配置の一部として）。

炭化水素供給装置は、噴射装置であってもよい。炭化水素供給装置又は噴射装置は、排気ガスに燃料を噴射するのに適している。炭化水素供給装置は典型的には、リーンバーンエンジンの排気出口の下流に配置される。炭化水素供給装置は、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒の上流にあっても下流にあってもよい。

リーンバーンエンジンは、炭化水素供給装置の代わりに又はそれに加えて、エンジンマネジメントシステム（例えばエンジンコントロールユニット［ＥＣＵ］）を備えていてもよい。エンジンマネジメントシステムは、典型的にはＬＮＴから（すなわち別個のエミッションコントロールデバイスとして、又は本発明のＮＯ_ｘ吸蔵触媒の第４の配置の一部として）ＮＯ_ｘ（例えば吸蔵ＮＯ_ｘ）を放出するための、炭化水素の筒内噴射用に構成されてもよい。

エンジンマネジメントシステムは一般に、排気システム内のセンサーに接続されており、センサーはＬＮＴの状態を監視する。このようなセンサーは、ＬＮＴの下流に配置されうる。センサーは、ＬＮＴの出口で排気ガスのＮＯ_ｘ組成を監視することができる。

一般に、炭化水素は、燃料、好ましくはディーゼル燃料である。炭化水素がディーセル燃料などの燃料である場合、燃料は、≦５０ｐｐｍの硫黄、さらに好ましくは≦１５ｐｐｍの硫黄、例えば≦１０ｐｐｍの硫黄、さらにいっそう好ましくは≦５ｐｐｍの硫黄を含むことが好ましい。

本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒の第１から第３の配置において、炭化水素供給装置は、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒の上流に配置されてもよい。

本発明の排気システムがＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒を備える場合、排気システムは、窒素系還元剤、例えばアンモニア又は尿素若しくはギ酸アンモニウムなどのアンモニア前駆体、好ましくは尿素を、酸化触媒の下流及びＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒の上流で排気ガスに噴射するための噴射装置をさらに備えていてもよい。このような噴射装置は、窒素系還元剤前駆体の供給源（例えばタンク）に流体接続されうる。前駆体の排気ガスへのバルブ制御された投入は、適切にプログラミングされたエンジン管理手段及び排気ガスの組成を監視するセンサーによって供給される閉ループ又は開ループフィードバックによって調節することができる。アンモニアはまた、カルバミン酸アンモニウム（固体）を加熱することによって生成されてもよく、生成されたアンモニアは排気ガス中に噴射することができる。

窒素系還元剤を噴射するための噴射装置の代わりに又はそれに加えて、アンモニアは、ＬＮＴからＮＯ_ｘ（例えば吸蔵ＮＯ_ｘ）を放出するための炭化水素の筒内噴射のために構成されたエンジンマネジメントシステムなどの炭化水素供給装置を排気システムがさらに備える場合などに、ｉｎ ｓｉｔｕ（例えばＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒の上流に配されたＬＮＴのリッチ再生の間に）で生成されうる。

ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒は、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｌａ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｖ、ランタニド系及び第ＶＩＩＩ族遷移金属（例えばＦｅ）のうち少なくとも１種類からなる群より選択される金属を含んでいてもよく、この金属は耐火性酸化物又はモレキュラーシーブ上に担持される。金属は、好ましくはＣｅ、Ｆｅ、Ｃｕ及びこれらのいずれか２種類以上の組み合わせから選択され、さらに好ましくは金属はＦｅ又はＣｕである。

ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒用の耐火性酸化物は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、及びこれらの２種以上を含有する混合酸化物からなる群より選択されうる。非ゼオライト触媒はまた、酸化タングステン（例えばＶ_２Ｏ_５／ＷＯ_３／ＴｉＯ_２、ＷＯ_ｘ／ＣｅＺｒＯ_２、ＷＯ_ｘ／ＺｒＯ_２又はＦｅ／ＷＯ_ｘ／ＺｒＯ_２）も含みうる。

ＳＣＲ触媒、ＳＣＲＦ^ＴＭ触媒又はこれらのウオッシュコートがアルミノシリケートゼオライト又はＳＡＰＯなどの少なくとも１種類のモレキュラーシーブを含む場合が、特に好ましい。少なくとも１種類のモレキュラーシーブは、小細孔、中細孔又は大細孔モレキュラーシーブでありうる。本明細書において「小細孔モレキュラーシーブ」とは、ＣＨＡなど、最大環サイズ８を有する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」とは、ＺＳＭ−５など、最大環サイズ１０を有するモレキュラーシーブを意味し；本明細書において「大細孔モレキュラーシーブ」とは、ベータなど、最大環サイズ１２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とって潜在的に有利である。

ＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒にとって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、モルデナイト、フェリエライト、ベータを含むＢＥＡ、Ｙ、ＣＨＡ、Ｎｕ−３を含むＬＥＶ、ＭＣＭ−２２、及びＥＵ−１からなる群より選択される合成アルミノシリケートゼオライト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１０から約５０、例えば約１５から約４０のシリカ対アルミナ比を有する。

本発明の第１の排気システムの実施態様において、排気システムは、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒（ＮＯ_ｘ吸収体触媒の第１から第４の配置のいずれか１つを含む）とリーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）［すなわちＮＯ_ｘ吸収体触媒とは別基材上のＬＮＴ］とを備える。このような配置は、ＰＮＡ／ＬＮＴと称される。典型的には、ＮＯ_ｘ吸収体触媒の後にリーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）が続く（例えば、ＮＯ_ｘ吸収体触媒がＬＮＴの上流にある）。よって、例えばＮＯ_ｘ吸収体触媒の出口は、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）の入口に接続されており、好ましくは（例えば介在するエミッションコントロールデバイスなしで）直接接続されている。ＮＯ_ｘ吸収体触媒とＬＮＴの間に炭化水素供給装置があってもよい。

第２の排気システムの実施態様は、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒（ＮＯ_ｘ吸収体触媒の第１から第４の配置のいずれか１つを含む）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒とを備える排気システムに関する。このような配置は、ＰＮＡ／ＳＣＲと称される。典型的には、ＮＯ_ｘ吸収体触媒の後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続く（例えば、ＮＯ_ｘ吸収体触媒がＳＣＲ触媒の上流にある）。よって、例えばＮＯ_ｘ吸収体触媒の出口は、ＳＣＲ触媒の入口に接続されており、好ましくは（例えば介在するエミッションコントロールデバイスなしで）直接接続されている。

窒素系還元剤の噴射装置は、ＮＯ_ｘ吸収体触媒と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒との間に配置してもよい。よって、ＮＯ_ｘ吸収体触媒の後に窒素系還元剤の噴射装置が続いてもよく（例えば、ＮＯ_ｘ吸収体触媒が噴射装置の上流にある）、窒素系還元剤の噴射装置の後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、噴射装置がＳＣＲ触媒の上流にある）。

第２の排気システムの実施態様において、（例えばＮｏ_ｘ吸収体触媒の）基材はフィルターモノリスであることが好ましい場合がある。

第３の排気システムの実施態様は、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒（ＮＯ_ｘ吸収体触媒の第１から第４の配置のいずれか１つを含む）と選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒とを含む。このような配置は、ＰＮＡ／ＳＣＲＦ^ＴＭと称される。典型的には、ＮＯ_ｘ吸収体触媒の後に選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒が続く（例えば、ＮＯ_ｘ吸収体触媒がＳＣＲＦ触媒の上流にある）。よって、例えばＮＯ_ｘ吸収体触媒の出口は、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒の入口に接続されており、好ましくは（例えば介在するエミッションコントロールデバイスなしで）直接接続されている。

窒素系還元剤の噴射装置は、ＮＯ_ｘ吸収体触媒と選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒との間に配置してもよい。よって、ＮＯ_ｘ吸収体触媒の後に窒素系還元剤の噴射装置が続いてもよく（例えば、ＮＯ_ｘ吸収体触媒が噴射装置の上流にある）、窒素系還元剤の噴射装置の後に選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒が続いてもよい（例えば、噴射装置がＳＣＲＦ触媒の上流にある）。

第４の排気システムの実施態様は、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒（ＮＯ_ｘ吸収体触媒の第１から第４の配置のいずれか１つを含む）、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）、及び選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒のいずれかを備える排気システムに関する。これらの配置は、ＰＮＡ／ＬＮＴ／ＳＣＲ配置又はＰＮＡ／ＬＮＴ／ＳＣＲＦ^ＴＭ配置と称される。典型的には、ＮＯ_ｘ吸収体触媒の後にリーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）が続く（例えば、ＮＯ_ｘ吸収体触媒がＬＮＴの上流にある）。典型的には、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）の後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒のいずれかが続く（例えば、ＬＮＴがＳＣＲＦ触媒又はＳＣＲＦ触媒の上流にある）。ＮＯ_ｘ吸収体触媒とＬＮＴとの間に炭化水素供給装置があってもよい。

窒素系還元剤の噴射装置は、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒のいずれかとの間に配置してもよい。よって、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）の後に窒素系還元剤の噴射装置が続いてもよく（例えば、ＬＮＴが噴射装置の上流にある）、窒素系還元剤の噴射装置の後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒又は選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒のいずれかが続いてもよい（例えば、噴射装置がＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ触媒の上流にある）。

第５の排気システムの実施態様は、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒（ＮＯ_ｘ吸収体触媒の第１から第４の配置のいずれか１つを含む）と、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）と、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒とを備える排気システムに関する。このような配置は、ＰＮＡ／ＣＳＦ／ＳＣＲと称される。典型的には、ＮＯ_ｘ吸収体触媒の後に触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）が続く（例えば、ＮＯ_ｘ吸収体触媒はＣＳＦの上流にある）。典型的には、触媒化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、ＣＳＦはＳＣＲ触媒の上流にある）。

窒素系還元剤の噴射装置は、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）と選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒との間に配置してもよい。よって、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）の後に窒素系還元剤の噴射装置が続いてもよく（例えば、ＣＳＦは噴射装置の上流にある）、窒素系還元剤の噴射装置の後に選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒が続いてもよい（例えば、噴射装置はＳＣＲ触媒の上流にある）。

上述の第２から第５の排気システムの実施態様の各々において、ＡＳＣ触媒をＳＣＲ触媒又はＳＣＲＦ^ＴＭ触媒の下流に（すなわち別個の基材モノリスとして）配置することができ、又はさらに好ましくは、ＳＣＲ触媒を備える基材モノリスの下流又は終端のゾーンをＡＳＣ用の担体として使用することができる。

本発明の排気システム（第１から第５の排気システムの実施態様を含む）は、炭化水素（例えば燃料）を排気ガス中に導入するための手段もさらに備えうる。排気ガス中に炭化水素を導入するための手段が炭化水素供給装置である場合、炭化水素供給装置は、（上に別段の定めのない限り）本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒の下流にあることが一般に好ましい。

本発明の排気システムは、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）を、特にＮＯ_ｘ吸収体触媒の上流、例えばＮＯ_ｘ吸収体触媒のすぐ上流の（例えば介在するエミッションコントロールデバイスのない）リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）を備えていないことが好ましい場合がある。

本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒のＰＮＡ活性により、ＮＯ_ｘ、特にＮＯを低い排気温度で吸蔵することが可能になる。ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、比較的高い排気ガス温度でＮＯをＮＯ_２に酸化することが可能である。したがって、本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒を、排気システムの一部としてのある特定の種類のエミッションコントロールデバイスと組み合わせることは有利である。

本発明の別の態様は、車両又は装置に関する。車両又は装置は、リーンバーンエンジンを備える。好ましくは、リーンバーンエンジンは、ディーゼルエンジンである。

ディーゼルエンジンは、均一予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）エンジン、予混合圧縮着火（ＰＣＣＩ）エンジン又は低温燃焼（ＬＴＣ）エンジンでありうる。ディーゼルエンジンは、通常の（すなわち従来の）ディーゼルエンジンであることが好ましい。

リーンバーンエンジンは、燃料、好ましくはディーゼル燃料で動くように構成され又は適合させられており、≦５０ｐｐｍの硫黄、さらに好ましくは≦１５ｐｐｍの硫黄、例えば≦１０ｐｐｍの硫黄、さらにいっそう好ましくは≦５ｐｐｍの硫黄を含むことが好ましい。

車両は、米国又は欧州の法律で規定されているような、軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）であってよい。軽量ディーゼル車両は、典型的には＜２８４０ｋｇの重量、さらに好ましくは＜２６１０ｋｇの重量を有する。

米国では、軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）とは、≦８５００ポンド（米国ポンド）の総重量を有するディーゼル車両を指す。欧州では、軽量ディーゼル車両（ＬＤＶ）という用語は、（ｉ）運転席の他に８席以下の座席を備え、５トン以下の最大質量を有する乗用車、及び（ｉｉ）１２トン以下の最大質量を有する貨物輸送車両を指す。

あるいは、車両は、米国の法律で規定されているような、＞８５００ポンド（米国ポンド）の総重量を有するディーゼル車などの大型ディーゼル車両（ＨＤＶ）であってもよい。

本発明はまた、リーンバーンエンジンからの排気ガスを処理する方法にも関する。本方法は、
（ａ）第１の温度範囲で、排気ガスを本発明のＮＯ_ｘ吸収体触媒と接触させて、ＮＯ_ｘを吸蔵する工程；及び
（ｂ）第２の温度範囲で、ＮＯ_ｘをＮＯ_ｘ吸収体触媒から放出する工程
を含み、
第２の温度範囲が第１の温度範囲より高い（例えば第２の温度範囲の中間点は、第１の温度範囲の中間点より高い）
方法である。

第２の温度範囲は、第１の温度範囲とは重複しないことが好ましい。第１の温度範囲の上限と第２の温度範囲の下限との間には隔たりが存在しうる。

典型的には、ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、２００℃を超える温度でＮＯ_ｘを放出する。これは、第２の温度範囲の下限である。好ましくは、ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、２２０℃以上の温度、例えば２３０℃以上、２４０℃以上、２５０℃以上又は２６０℃以上の温度でＮＯ_ｘを放出する。

ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、２５０℃以下の温度でＮＯ_ｘを吸収又は吸蔵する。これは、第１の温度範囲の上限である。好ましくは、ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、２２０℃以下の温度、例えば２００℃以下、１９０℃以下、１８０℃以下又は１７５℃以下などの温度でＮＯ_ｘを吸収又は貯蔵する。

ＮＯ_ｘ吸収体触媒は、一酸化窒素（ＮＯ）を優先的に吸収又は吸蔵しうる。よって、この文脈においてＮＯ_ｘを吸収、吸蔵又は放出することについての言及は、一酸化窒素（ＮＯ）を吸収、吸蔵又は放出することを意味しうる。ＮＯの優先的な吸収又は吸蔵は、排気ガス中のＮＯ：ＮＯ_２比を低下させる。

本発明はさらに、モレキュラーシーブ触媒が排気ガス、好ましくはリッチ排気ガスに曝された場合などの、モレキュラーシーブ触媒を失活から保護するための酸素吸蔵材料の使用に関する。この文脈における「失活」という用語は、ＮＯ_ｘ吸収の低下を意味する。リッチ排気ガスは、燃焼が１．０未満の空気−燃料当量比（ラムダ「λ」として知られている）で行われるときに、リーンバーンエンジンによって通常生成されうる。

定義
本明細書で用いられる「領域」という用語は、基材上のウオッシュコートのエリアを指す。例えば、「領域」は、基材上に「層」又は「ゾーン」として配置又は担持されうる。基材上のウオッシュコートのエリア又は配置は一般に、基材にウオッシュコートを塗布する工程の間、制御される。一般に、「領域」は、明確な境界又は縁を有する（すなわち一般的な分析技術を用いて、１つの領域を別の領域から区別することが可能である）。

「ウオッシュコート」という用語は、当該技術分野ではよく知られており、通常は触媒の製造中に基材に塗布される接着性コーティングを指す。

典型的には、「領域」は、実質的に一様な長さを有する。この文脈において「実質的に一様な長さ」についての言及は、平均値から１０％を超えて逸脱しない長さ（例えば最長の長さと最短の長さの差）のことを指し、好ましくは５％を超えて逸脱しない長さ、さらに好ましくは１％を超えて逸脱しない長さのことを指す。

各「領域」は、実質的に一様な組成を有する（すなわち領域の一部をその領域の別の部分と比較した場合に、ウオ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。この文脈において、実質的に一様な組成とは、領域の一部をその領域の別の部分と比較した場合に、組成の差異が５％以下、通常は２．５％以下、最も一般的には１％以下である物質（例えば領域）を指す。

本明細書で用いられる「ゾーン」という用語は、基材の全長未満の長さ、例えば基材の全長の７５％以下の長さを有する領域をいう。「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。

基材の全長とは、入口端と出口端（例えば基材の対向端部）との間の距離である。

本明細書で用いられる「基材の入口端に配置されたゾーン」とは、基材の出口端よりも基材の入口端に近い、基材に配置又は担持されたゾーンを指す。よって、ゾーンの中間点（すなわちゾーンの長さの半分の地点）は、基材の出口端よりも基材の入口端に近い。同様に、本明細書で用いられる「基材の出口端に配置されたゾーン」とは、基材の入口端よりも基材の出口端に近い、基材に配置又は担持されたゾーンを指す。よって、ゾーンの中間点（すなわちゾーンの長さの半分の地点）は、基材の入口端よりも基材の出口端に近い。

基材がウォールフロー型フィルターの場合には、「基材の入口端に配置されたゾーン」とは一般に、基材に配置又は担持された以下のゾーンを指す：
（ａ）基材の入口チャネルの閉塞端（例えば遮断端又は塞栓端）よりも入口チャネルの入口端（例えば開放端）に近いゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の出口チャネルの出口端（例えば開放端）よりも出口チャネルの閉塞端（例えば遮断端又は塞栓端）に近いゾーン。

よって、ゾーンの中間点（すなわちゾーンの長さの半分の地点）は、（ａ）基材の入口チャネルの閉塞端よりも入口チャネルの入口端に近い、及び／又は（ｂ）基材の出口チャネルの出口端よりも出口チャネルの閉塞端に近い。

同様に、基材がウォールフロー型フィルターである場合の「基材の出口端に配置されたゾーン」とは、基材に配置又は担持された以下のゾーンを指す：
（ａ）基材の出口チャネルの閉塞端（例えば遮断端又は塞栓端）よりも出口チャネルの出口端（例えば開放端）に近いゾーン、及び／又は
（ｂ）基材の入口チャネルの入口端（例えば開放端）よりも入口チャネルの閉塞端（例えば遮断端又は塞栓端）に近いゾーン。

よって、ゾーンの中間点（すなわちゾーンの長さの半分の地点）は、（ａ）基材の出口チャネルの閉塞端よりも出口チャネルの出口端に近い、及び／又は（ｂ）基材の入口チャネルの入口端よりも入口チャネルの閉塞端に近い。

ゾーンがウォールフロー型フィルターの壁の中に存在する（すなわちゾーンがインウォールである）場合、ゾーンは、（ａ）と（ｂ）の両方を満たしうる。

本明細書で用いられる頭字語「ＰＧＭ」とは、「白金族金属」を指す。用語「白金族金属」とは、一般的に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる群より選択される金属、好ましくはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ及びＰｔからなる群より選択される金属のことを指す。一般に、用語「ＰＧＭ」とは、好ましくはＲｈ、Ｐｔ及びＰｄからなる群より選択される金属のことを指す。

本明細書で用いられる用語「吸着体」は、特にＮＯ_ｘ吸着体の文脈において、吸着のみによる化学物質（例えばＮＯ_ｘ）の吸蔵又は捕捉に限定して解釈されるべきではない。本明細書で用いられる用語「吸着体」は「吸収体」と同義である。

本明細書で用いられる「混合酸化物」という用語は通常、当該技術分野で従来から知られているような、単一相の酸化物の混合物を指す。本明細書で用いられる「複合酸化物」という用語は通常、当該技術分野で従来から知られているような、二相以上の相を有する酸化物の組成物を指す。

本明細書で用いられる「本質的になる」という表現は、特定した材料及び、発明の特徴の基本的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（例えば少量の不純物など）を含むように発明特徴の範囲を限定する。表現「本質的に〜からなる」は、表現「〜からなる」を包含する。
材料に関して、典型的には領域、層又はゾーンの含量の文脈において本明細書で用いられる表現「実質的に含まない」とは、例えば≦５重量％、好ましくは≦２重量％、さらに好ましくは≦１重量％といった、少量の材料を意味する。表現「〜を実質的に含まない」は、表現「〜を含まない」を包含する。

本明細書で用いられる重量％で表されるドーパントの量、特に総量についての言及は、担体材料又はその耐火性金属酸化物の重量のことを指す。

次に、以下の非限定的な実施例によって本発明を例証する。

実施例１
ＣＨＡ構造を有する小細孔ゼオライトのスラリーに硝酸Ｐｄを加え、攪拌した。アルミナバインダーを加え、その後、確立されたコーティング技術を用いて１平方インチ当たり４００セルの構造を有するコーディエライトフロースルーモノリスにスラリーを塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。Ｐｄ交換ゼオライトを含有するコーティングが得られた。このコーティングのＰｄローディングは、８０ｇ ｆｔ^−３であった。

実施例２
ＣＨＡ構造を有する小細孔ゼオライトのスラリーに硝酸Ｐｄを加え、攪拌した。アルミナバインダーを加え、その後、確立されたコーティング技術を用いて１平方インチ当たり４００セルの構造を有するコーディエライトフロースルーモノリスにスラリーを塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。Ｐｄ交換ゼオライトを含有するコーティングが得られた。このコーティングのＰｄローディングは、８０ｇ ｆｔ^−３であった。

酸化セリウムを用いて、第２のスラリーを調製した。適切な量の可溶性白金及びパラジウム塩を添加し、スラリーを攪拌して均質化した。アルミナバインダーを添加し、確立されたコーティング技術を用いて、得られたウオッシュコートを第二の層としてフロースルーモノリスに塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは４０ｇ ｆｔ^−３、Ｐｄローディングは２０ｇ ｆｔ^−３であった。

実験結果
実施例１及び２の触媒はそれぞれ、ベンチに載せた１．６リットルのディーゼルエンジンに取り付けられた。このエンジンを動かして、模擬的な乗用車の世界統一排出ガス試験法（simulated World Harmonised Light Duty Test Cycles）（ＷＬＴＣ）を実施した。排出は、触媒前後で測定した。各触媒のＮＯ_ｘ吸収性能は、触媒前の累積ＮＯ_ｘ放出と触媒後の累積ＮＯ_ｘ排出の差として決定された。触媒前後の累積ＮＯ_ｘ排出量の差は、触媒によって吸収されたＮＯ_ｘに起因すると考えられる。最初の試験は、フレッシュな状態の触媒で行った。

その後、実施例１及び２の触媒はそれぞれ、該エンジンでのリーン／リッチサイクルに３０サイクル曝された。各サイクルは、ラムダ０．９５で、３００秒のリーン運転、続いて１０秒のリッチ運転で構成された。触媒入口における排気ガス温度は、リーン運転中２５０℃に制御された。その後、ＷＬＴＣサイクルを実行することによって、触媒のＮＯ_ｘ吸収性能を再評価した。

以下の表１は、フレッシュな状態とリーン／サイクルサイクルへの曝露後の実施例１及び２の触媒の、５００秒時点でのＷＬＴＣ試験へのＮＯ_ｘ吸収性能を示す。

実施例１の触媒は、リーン／リッチサイクルへの曝露後に吸収されるＮＯ_ｘの量の有意な減少を示す。対照的に、（酸素吸蔵材料を含む）実施例２の触媒は、リーン／リッチサイクルへの曝露後に吸収されるＮＯ_ｘ量のわずかな減少を示す。本発明による実施例２の触媒は、リッチ排気ガス条件への暴露に対してより抵抗性である。

実施例３
ＡＥＩ構造を有する小細孔ゼオライトのスラリーに硝酸Ｐｄを加え、攪拌した。アルミナバインダーを加え、その後、確立されたコーティング技術を用いて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スラリーを塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。Ｐｄ交換ゼオライトを含有するコーティングが得られた。このコーティングのＰｄローディングは、８０ｇ ｆｔ^−３であった。

ｄ_９０＜２０ミクロンまで粉砕したシリカ−アルミナ粉末を使用して第２のスラリーを調製した。ベータゼオライト、続いて硝酸ビスマス溶液及び適量の可溶性Ｐｔ塩を添加して、スラリーがゼオライト２６％及びシリカ−アルミナ７４％で構成されるようにした。混合物を撹拌して均質化し、その後確立されたコーティング技術を用いてフロースルーモノリスの入口端に塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは、６８ｇ ｆｔ^−３であった。

ｄ_９０＜２０ミクロンまで粉砕したＭｎドープシリカ−アルミナ粉末を使用して、第３のスラリーを調製した。可溶性白金塩を加え、混合物を攪拌して均質化した。確立されたコーティング技術を用いて、フロースルーモノリスの出口端のチャネルにスラリーを塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは、６８ｇ ｆｔ^−３であった。

実施例４
ＡＥＩ構造を有する小細孔ゼオライトのスラリーに硝酸Ｐｄを加え、攪拌した。アルミナバインダーを加え、その後、確立されたコーティング技術を用いて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スラリーを塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。Ｐｄ交換ゼオライトを含有するコーティングが得られた。このコーティングのＰｄローディングは、８０ｇ ｆｔ^−３であった。

酸化プラセオジムをドープしたセリア（Ｐｒ_６Ｏ_１１の１０質量％）を用いて第２のスラリーを調製した。白金硝酸溶液、続いて１０質量％のアルミナバインダーを添加した。スラリーを撹拌して均質化し、確立されたコーティング技術を用いてフロースルーモノリスに塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは、５０ｇ ｆｔ^−３であった。

ｄ_９０＜２０ミクロンまで粉砕したシリカ−アルミナ粉末を使用して第３のスラリーを調製した。ベータゼオライト、続いて硝酸ビスマス溶液及び適量の可溶性Ｐｔ塩を添加して、スラリーがゼオライト３３％及びシリカ−アルミナ６７％で構成されるようにした。混合物を撹拌して均質化し、その後確立されたコーティング技術を用いてフロースルーモノリスの入口端に塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは、６８ｇ ｆｔ^−３であった。

ｄ_９０＜２０ミクロンまで粉砕したＭｎドープシリカ−アルミナ粉末を使用して、第４のスラリーを調製した。可溶性白金塩を加え、混合物を攪拌して均質化した。確立されたコーティング技術を用いて、フロースルーモノリスの出口端のチャネルにスラリーを塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは、６８ｇ ｆｔ^−３であった。

実施例５
ＡＥＩ構造を有する小細孔ゼオライトのスラリーに硝酸Ｐｄを加え、攪拌した。アルミナバインダーを加え、その後、確立されたコーティング技術を用いて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スラリーを塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。Ｐｄ交換ゼオライトを含有するコーティングが得られた。このコーティングのＰｄローディングは、８０ｇ ｆｔ^−３であった。

ジルコニアとランタナをドープしたセリア（ＺｒＯ_２が１０質量％、Ｌａ_２Ｏ_３が５質量％）を用いて第２のスラリーを調製した。白金硝酸溶液、続いて１０質量％のアルミナバインダーを添加した。スラリーを撹拌して均質化し、確立されたコーティング技術を用いてフロースルーモノリスに塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは、５０ｇ ｆｔ^−３であった。

ｄ_９０＜２０ミクロンまで粉砕したシリカ−アルミナ粉末を使用して第３のスラリーを調製した。ベータゼオライト、続いて硝酸ビスマス溶液及び適量の可溶性Ｐｔ塩を添加して、スラリーがゼオライト３３％及びシリカ−アルミナ６７％で構成されるようにした。混合物を撹拌して均質化し、その後確立されたコーティング技術を用いてフロースルーモノリスの入口端に塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは、６８ｇ ｆｔ^−３であった。

ｄ_９０＜２０ミクロンまで粉砕したＭｎドープシリカ−アルミナ粉末を使用して、第４のスラリーを調製した。可溶性白金塩を加え、混合物を攪拌して均質化した。確立されたコーティング技術を用いて、フロースルーモノリスの出口端のチャネルにスラリーを塗布した。コーティングを乾燥させ、５００℃で焼成した。このコーティングのＰｔローディングは、６８ｇ ｆｔ^−３であった。

実験結果
実施例３、４及び５の触媒を、１０％水を用いて７５０℃で１５時間、水熱劣化させた。ベンチに取り付けたディーゼルエンジンを使用して、模擬ＷＬＴＣ排出サイクルで、これらを性能試験した。排出は、触媒前後で測定した。各触媒のＮＯ_ｘ吸着性能は、触媒前の累積ＮＯ_ｘ放出と触媒後の累積ＮＯ_ｘ排出との差として決定された。触媒前後の累積ＮＯ_ｘ排出量の差は、触媒によって吸着されたＮＯ_ｘに起因すると考えられる。

以下の表２は、１０００秒時点での各触媒のＷＬＴＣ試験への水熱劣化後ＮＯ_ｘ吸着性能を示す。

表２の結果は、実施例３から５の触媒が水熱老化後も同様のＮＯ_ｘ吸着性能を有することを示している。

その後、実施例３、４及び５の触媒をディーゼルエンジンからのリッチ排気ガスに曝露した。２６０℃の触媒入口温度で１００秒のリーン排気ガス曝露を含む処理サイクルに、ラムダ０．９５での２秒のリッチ排気ガス曝露（ＥＣＵが要求する４秒間のリッチ燃焼によって生成され、酸素がシステムからパージされる）が続いた。リーン／リッチ処理サイクルを２００回繰り返して、４００秒の総累積リッチガス曝露を得た。リッチガス曝露後、実施例３、４及び５の触媒を、模擬ＷＬＴＣ排出サイクルで再び性能試験した。

以下の表３は、累積４００秒のリッチ排気ガス曝露後の各触媒のＮＯ_ｘ吸着性能を示す。

表３の結果を表２の結果と比較することにより、実施例３の触媒が実施例４及び５の触媒よりも、リッチ排気ガスへの曝露後にＮＯ_ｘ吸着性能の大きな低下を被ることが分かる。実施例４及び５は、リッチ排気ガスへの曝露後のＮＯ_ｘ吸着性能のわずかな変化のみを示す。実施例４及び５は、酸素吸蔵能力を有する希土類酸化物ドープセリア材料を含む。

疑義を避けるために、本明細書で引用したすべての文献の全内容は、参照により本願に援用される。

Claims (14)

1. リーンバーンエンジンからの排ガスを処理するためのＮＯ_ｘ吸収体触媒であって、
   貴金属と貴金属を含有する小細孔モレキュラーシーブとを含むモレキュラーシーブ触媒であって、貴金属がパラジウムを含む、モレキュラーシーブ触媒；
   モレキュラーシーブ触媒を保護するための酸素吸蔵材料；及び
   入口端と出口端とを有する基材
   を含み、
   第１の層と第２の層とを含み、第１の層が酸素吸蔵材料を含み、第２の層がモレキュラーシーブ触媒を含み、かつ、第１の層が第２の層の上に配置されている、
   ＮＯ_ｘ吸収体触媒。
2. 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、ＺＯＮ、及びこれらのいずれか２つ以上の混合物又は連晶からなる群より選択される骨格型を有する、請求項１に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒。
3. 小細孔モレキュラーシーブがＡＥＩ又はＣＨＡである骨格型を有する、請求項２に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒。
4. 小細孔モレキュラーシーブが、アルミノシリケート骨格を有し、１０から２００のシリカのアルミナに対するモル比を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒。
5. モレキュラーシーブ触媒を保護するための酸素吸蔵材料が、セリウム及び／又はマンガン化合物の酸化物を含み、マンガン化合物がマンガン又はマンガンアルミネートの酸化物を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒。
6. 酸素吸蔵材料がセリウムの酸化物を含む、請求項５に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒。
7. 酸素吸蔵材料が、セリウムの酸化物に担持されたパラジウム及び任意選択的に白金を含む、請求項６に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒。
8. リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）領域をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒。
9. 基材がフロースルーモノリス又はフィルターモノリスである、請求項１から８のいずれか一項に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒とエミッションコントロールデバイスとを備える排気システム。
11. エミッションコントロールデバイスが、ディーゼル微粒子フィルター（ＤＰＦ）、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）、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）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルター（ＳＣＲＦ^ＴＭ）触媒、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）及びこれらの２種以上の組み合わせからなる群より選択されるエミッションコントロールデバイスからなる群より選択される、請求項１０に記載の排気システム。
12. リーンバーンエンジンと、請求項１から９のいずれか一項に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒又は請求項１０又は請求項１１に記載の排気システムとを備える車両。
13. リーンバーンエンジンが、≦５０ｐｐｍの硫黄を含むディーゼル燃料で作動するように構成されている、請求項１２に記載の車両。
14. リーンバーンエンジンからの排気ガスを処理する方法であって、排気ガスを請求項１から９のいずれか一項に記載のＮＯ_ｘ吸収体触媒と接触させること、又は排気ガスを請求項１０又は請求項１１に記載の排気システムに通過させることを含む、方法。
    

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