JP7038769B2 - 混合金属型の大結晶モレキュラーシーブ触媒組成物、触媒物品、システムおよび方法 - Google Patents

混合金属型の大結晶モレキュラーシーブ触媒組成物、触媒物品、システムおよび方法 Download PDF

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Description

本発明は、一般的に、選択的接触還元触媒の分野に関し、かつそのような触媒を製造する方法および該触媒を窒素酸化物の選択的還元のために使用する方法に関する。
発明の背景
長い時間をかけて、窒素酸化物(NOx)の有害成分は大気汚染をもたらした。NOxは、排ガス、例えば内燃機関(例えば自動車およびトラックでの)、燃焼設備(例えば天然ガス、オイルまたは石炭により加熱される発電所)、そして硝酸産生プラントからの排ガス中に含まれている。
大気汚染を減らすために、NOx含有ガス混合物の処理のために様々な処理法が使用されてきている。1つの処理のタイプは、窒素酸化物の接触還元を要する。それには、2つの方法:(1)一酸化炭素、水素または低級炭化水素が還元剤として使用される非選択的還元法、および(2)アンモニアまたはアンモニア前駆体が還元剤として使用される選択的還元法が存在する。選択的還元法においては、少量の還元剤で高い程度の窒素酸化物除去を達成することができる。
選択的還元法は、SCR(選択的接触還元)法と呼ばれる。SCR法は、窒素酸化物を還元剤(例えばアンモニア)を用いて大気酸素の存在下で接触還元することを用い、主として窒素および水蒸気が形成される:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(標準的SCR反応)
2NO2+4NH3→3N2+6H2O(遅いSCR反応)
NO+NO2+NH3→2N2+3H2O(速いSCR反応)。
SCR法で使用される触媒は、理想的には、使用される広範囲の温度条件、例えば200℃~600℃以上にわたって水熱条件下で良好な触媒活性を維持することができるべきである。SCR触媒は、水熱条件において、例えば粒子の除去のために使用される排ガス処理システムの構成要素であるスートフィルタの再生の間に通常は使用される。
モレキュラーシーブ、例えばゼオライトは、アンモニア、尿素または炭化水素等の還元剤を用いた酸素の存在下での窒素酸化物の選択的接触還元(SCR)において使用されてきた。ゼオライトは、ゼオライトの種類およびゼオライト格子中に含まれるカチオンの種類と量に応じて、約3Åから約10Åまでの範囲の直径を有する、かなり均一な細孔サイズを有する結晶性材料である。8員環細孔開口および二重6員環二次構造単位を有するゼオライト、特にケージ様構造を有するゼオライトは、最近ではSCR触媒として使用するために研究されている。これらの特性を有する具体的な種類のゼオライトは、チャバザイト(CHA)であり、それは、8員環細孔開口(約3.8Å)を有する小細孔ゼオライトであって、その3次元多孔性を通じて該開口に到達可能である。ケージ様構造は、二重6員環構造単位の4つの環による連結により得られる。
窒素酸化物のアンモニアによる選択的接触還元のための、金属で促進されたゼオライト触媒、例えばなかでも鉄で促進されたゼオライト触媒および銅で促進されたゼオライト触媒は公知である。例えば、鉄で促進されたゼオライトβは長い間、窒素酸化物のアンモニアによる選択的還元のための効果的な市販の触媒である。残念なことに、過酷な水熱条件下(例えば局所的に700℃を超える温度を有するスートフィルタの再生の間に示される)では、金属で促進された多くのゼオライトの活性は下降し始めることが分かっている。この下降は、ゼオライトの脱アルミニウムと、その結果として生ずるゼオライト内部の金属含有活性中心の損失を原因とするものであった。
CHA構造型を有する金属で促進された、特に銅で促進されたアルミノケイ酸塩ゼオライトは、最近では含窒素還元剤を使用するリーンバーンエンジンにおける窒素酸化物のSCRのための触媒として高い関心を誘っていた。これらの材料は、米国特許第7,601,662号に記載されるように、幅広い温度ウインドウおよび優れた水熱耐久性を示している。米国特許第7,601,662号に記載される金属で促進されたゼオライトの発見の前に、多数の金属で促進されたゼオライトが特許文献および科学文献においてSCR触媒としての使用のために提案されていたが、提案された材料のそれぞれは、以下の(1)低い温度、例えば350℃以下の温度での窒素酸化物の不十分な転化、および(2)SCRによる窒素酸化物の転化の触媒活性の大きな下降により示される不十分な水熱安定性という欠点の一方または両方がある。米国特許第7,601,662号に記載される発明は、低い温度で窒素酸化物の転化をもたらすとともに、650℃を超える温度での水熱エージング後のSCR触媒活性の保持をもたらすであろう材料を提供するという差し迫った未解決の必要性に対処するものであった。
米国特許第7,601,662号に記載される触媒は優れた特性を示し、該触媒がSCR触媒反応に関して有用なものとなるものの、拡張された、および/または種々の温度ウインドウでの改善された性能が常に望まれる。最近の政府による(例えばEuro6)NOx規制を満たすという難題の一つは、現存のCu-SSZ13を基礎とするSCR触媒の低温性能の改善である。従って、改善された低温と高温での性能および最近のCu-SSZ13を基礎とするSCR触媒よりも低いN2O生成を伴うSCR触媒を提供することが有益であると考えられる。
発明の概要
本開示は、一般的に、触媒物品およびそのような触媒物品を含む触媒系を提供する。特に、そのような物品および系は、複数のモレキュラーシーブ(例えばゼオライト)の組合せを含むSCR触媒を含んでいる。
本発明の一態様においては、基材を含む触媒物品であって、該基材上に銅で促進された第一のモレキュラーシーブと鉄で促進された第二のモレキュラーシーブの両方を含むように少なくとも1つのウォッシュコートを備え、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブが、d6r単位を有し、かつ第一のモレキュラーシーブが、約0.5ミクロン~約2ミクロンの平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有し、前記銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比が、約1:1~約4:1であり、還元剤の存在下での窒素酸化物の還元を触媒するために有効な触媒物品が提供される。
特定の実施形態においては、触媒物品の第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WENおよびそれらの組合せからなる群から独立して選択される構造型を有する。幾つかの実施形態においては、前記の第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、ERI、KFI、LEV、SAS、SATおよびSAVから独立して選択される8員環小細孔モレキュラーシーブである。例えば、特定の実施形態においては、前記の第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、それぞれ、AEI、CHAおよびAFXから独立して選択される構造型を有する(例えば、制限されるものではないが、第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブのそれぞれがCHA構造型を有する実施形態を含む)。
触媒物品が、CHA構造型を有する第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブを含む場合に、それらのモレキュラーシーブは、例えば独立してアルミノケイ酸塩ゼオライト、ホウケイ酸塩、ガロケイ酸塩、SAPO、AlPO、MeAPSOおよびMeAPOから選択することができる。幾つかの実施形態においては、CHA構造型を有する第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、独立して、SSZ-13、SSZ-62、天然チャバザイト、ゼオライトK-G、Linde D、Linde R、LZ-218、LZ-235、LZ-236、ZK-14、SAPO-34、SAPO-44、SAPO-47およびZYT-6からなる群から選択され得る。
本明細書で開示される触媒物品における、銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比は、幾つかの実施形態においては、質量基準で約1:1~2:1であってよい。銅で促進されたモレキュラーシーブおよび鉄で促進されたモレキュラーシーブは、互いに様々な配置であってよい。幾つかの実施形態においては、それらのモレキュラーシーブは、同じウォッシュコート中に含まれていてよく、かつ幾つかの実施形態においては、それらのモレキュラーシーブは、個別のウォッシュコート中にある。特定の実施形態においては、銅で促進されたモレキュラーシーブおよび鉄で促進されたモレキュラーシーブは、互いに側方に区分された配置または層状の配置であるか、または互いの均一な混合物である。幾つかの実施形態においては、触媒物品は、還元剤の存在下での200℃~600℃の温度での窒素酸化物の選択的接触還元を触媒するために有効である。
幾つかの実施形態においては、CHA構造型を有する第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、シリカ対アルミナの比の値10~50を有する。本明細書に開示される触媒物品は、特定の実施形態においては、約0.1質量%~約5質量%の量で、特に約0.5質量%~約4質量%の量で、より具体的には約1質量%~約3質量%の量で存在する銅を含んでよい。本明細書に開示される触媒物品は、特定の実施形態においては、ウォッシュコートの全質量に対して、約0.1質量%~約10質量%の量で存在する鉄を含んでよい。例えば、特定の具体的な実施形態においては、鉄は、ウォッシュコートの全質量に対して約0.1質量%~約5質量%または約1質量%~約3質量%の範囲の量で存在する。
特定の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブは、約0.8ミクロン~約1.2ミクロンの平均結晶サイズを有するモレキュラーシーブを含む。幾つかの実施形態においては、第一のモレキュラーシーブは、約1ミクロンの平均結晶サイズを有する。例えば、幾つかの実施形態においては、少なくとも約90質量%の、少なくとも約95質量%の、少なくとも約98質量%の、少なくとも約99質量%の、または少なくとも約99.5質量%の第一のモレキュラーシーブは、そのような結晶サイズを有する。
触媒物品は、幾つかの実施形態においては、約0.5ミクロン~約2ミクロンの平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有する第二のモレキュラーシーブを含んでよい。幾つかの実施形態においては、第二のモレキュラーシーブは、約0.8ミクロン~約1.2ミクロンの平均結晶サイズを有する結晶を含む。幾つかの実施形態においては、少なくとも約90質量%の、少なくとも約95質量%の、少なくとも約98質量%の、少なくとも約99質量%の、または少なくとも約99.5質量%の第二のモレキュラーシーブは、そのような結晶サイズを有する。
幾つかの実施形態においては、第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブの両者とも、約0.8ミクロン~約1.2ミクロンの平均結晶サイズを有する結晶を含む。具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、約1ミクロンの平均結晶サイズを有するモレキュラーシーブを含む。幾つかのそのような実施形態においては、少なくとも約90質量%の、少なくとも約95質量%の、少なくとも約98質量%の、少なくとも約99質量%の、または少なくとも約99.5質量%の第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、そのような結晶サイズを有する。
触媒物品は、一般的に基材上に1層以上の層が堆積された形の1つ以上のウォッシュコートを含む。その基材は様々であってよく、例えば幾つかの実施形態においては、該基材はフィルタ(例えばウォールフロー型フィルタ)を含む。幾つかの実施形態においては、前記基材は、フロースルー型基材である。
本発明のもう一つの態様は、窒素酸化物(NOx)を選択的に還元するための方法であって、NOxを含有するガス流を、銅で促進された第一のモレキュラーシーブと鉄で促進された第二のモレキュラーシーブを含み、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブがd6r単位を有し、かつ第一のモレキュラーシーブが約0.5ミクロン~約2ミクロンの平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有し、前記銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比が、約1:1~約4:1である選択的接触還元用物品と接触させるステップを含む方法である。この方法の具体的な実施形態においては、第二のモレキュラーシーブは、約0.5ミクロン~約2ミクロンの結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有する(例えば、第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブの両方とも、約0.8ミクロン~約1.2ミクロンの結晶サイズを有する)。幾つかの実施形態においては、銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比は、約1:1~約2:1の範囲である。
本発明の更なる態様は、排ガス処理システム、例えばNOxを含むリーンバーンエンジンからの排ガスを処理するためのシステムであって、本明細書の先に参照される様々な実施形態の触媒物品および少なくとも1種のその他の排ガス処理構成要素を含むシステムに関する。
1つ以上の実施形態による触媒物品の部分断面図を示している。 1つ以上の実施形態による触媒物品の部分断面図を示している。 ウォールフロー型フィルタ基材の透視図を示している。 ウォールフロー型フィルタ基材の一区間の断面図を示している。 実施例による材料に関する結晶形態のSEM画像である。 実施例による触媒のNOx転化率を比較する棒グラフである。 実施例による触媒のN2O生成を比較する棒グラフである。
有利な実施形態の詳細な説明
本発明の幾つかの例示的な実施形態を記載する前に、本発明は、以下の詳細な説明に示される構成またはプロセスステップの詳細に制限されるものでないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な様式で実施することができる。本発明を本明細書において具体的な実施形態を参照して説明してきたが、これらの実施形態は、単に本発明の原理および適用を説明しているにすぎないと理解されるべきである。当業者には、本発明の主旨および範囲から逸脱しなければ、本発明の方法および装置に様々な変更および変化がなされてよいことは明らかであろう。従って、本発明は、付属の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内の変更および変化を含むことを意味する。
本明細書全体を通した「一実施形態」、「特定の実施形態」、「1つ以上の実施形態」または「実施形態」への参照は、該実施形態に関連して記載される具体的な特徴、構造、材料または特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれていることを意味している。従って、「1つ以上の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」または「実施形態において」のような文言が本明細書全体を通して様々な箇所で現れることは、必ずしも本発明の同じ実施形態を指しているわけではない。更に、それらの具体的な特徴、構造、材料または特性は、1つ以上の実施形態において、任意の適当な様式で組み合わされていてよい。冠詞の「a」および「an」は、本明細書においては、その冠詞の文法上の目的語の1つまたは1つより多く(すなわち少なくとも1つ)を指すために使用される。本明細書に示される任意の範囲は、対象範囲を含めている。本明細書全体を通して使用される用語「約」は、小さい変動を説明し、考慮に入れるために使用される。例えば、用語「約」は、±5%未満もしくはそれと等しいことを、例えば±2%未満もしくはそれと等しいことを、±1%未満もしくはそれと等しいことを、±0.5%未満もしくはそれと等しいことを、±0.2%未満もしくはそれと等しいことを、±0.1%未満もしくはそれと等しいことを、または±0.05%未満もしくはそれと等しいことを示すことができる。本明細書中の全ての数値は、明示されているか否かにかかわらず、用語「約」によって修飾される。「約」という用語によって修飾された値は、もちろん特定の値を含む。例えば、「約5.0」は5.0を含まなければならない。
本開示は、特に現在のCu-SSZ-13を基礎とする標準技術に対して、改善された高温性能および改善された定温性能の両方を有するSCR触媒を提供する。本明細書に開示されるSCR触媒はまた、幾つかの実施形態においては、現在のCu-SSZ-13を基礎とする標準技術に対して、より低いN2O生成を有する。特に、本発明の実施形態は、大結晶モレキュラーシーブ、該モレキュラーシーブの製造方法、該モレキュラーシーブを含む触媒物品、そのような触媒物品を組み込んだ排ガスシステム、および大結晶モレキュラーシーブを使用する排ガスからの汚染物質を減じる方法を含んでいる。驚くべきことに、本明細書で以下により完全に詳説されるように、大結晶モレキュラーシーブは、排ガス浄化触媒構成要素において、特にSCR触媒成分に関して特に適していることが判明した。
本開示で使用される用語に関して、以下の定義が定められる。
本明細書で使用される場合に、用語「触媒」または「触媒組成物」または「触媒材料」とは、反応を促進する材料を指す。
本明細書で使用される場合に、用語「触媒物品」とは、所望の反応を促進するために使用される構成要素を指す。例えば、触媒物品は、触媒、触媒組成物または触媒材料を基材上に含むウォッシュコートを含んでよい。
本明細書で使用される場合に、用語「選択的接触還元(SCR)」とは、窒素酸化物を2窒素(N2)へと含窒素還元剤(例えばアンモニア、尿素等)を使用して還元する触媒法を指す。
本明細書で使用される文言「モレキュラーシーブ」とは、例えば粒状形で1種以上の促進剤金属と組み合わせて触媒として使用することができるゼオライト等の骨格材料およびその他の骨格材料(例えば同型置換材料)を指す。モレキュラーシーブは、一般的に四面体型サイトを含むとともに、平均細孔サイズが20Å以下である本質的に均一な細孔分布を有する酸素イオンの大規模な三次元網目を基礎とする材料である。その細孔サイズは、環のサイズによって定義される。本明細書で使用される場合に、用語「ゼオライト」とは、ケイ素原子およびアルミニウム原子を更に含むモレキュラーシーブの具体的な一例を指す。1つ以上の実施形態によれば、当然のことながら、モレキュラーシーブのそれらの構造型による定義は、その構造型を有するモレキュラーシーブと、同じ構造型を有するSAPO、ALPOおよびMeAPO等の任意の全ての同型の骨格材料の両方を含むことが意図される。
より具体的な実施形態においては、アルミノケイ酸塩ゼオライト構造型への参照は、その材料を、骨格中で置換されたリンまたはその他の金属を意図的に含まないモレキュラーシーブに制限するものである。明らかにするために、本明細書で使用される場合に、「アルミノケイ酸塩ゼオライト」は、SAPO、ALPOおよびMeAPO材料のようなアルミノリン酸塩材料を除外し、そして広義の用語「ゼオライト」は、アルミノケイ酸塩およびアルミノリン酸塩を含むことを意図している。ゼオライトは、ゼオライトの種類およびゼオライト格子中に含まれるカチオンの種類と量に応じて、約3Åから10Åまでの範囲の直径を有する、かなり均一な細孔サイズを有する結晶性材料である。ゼオライトは、一般的に、シリカ対アルミナ(SAR)のモル比の値2以上を有する。
一般的に、モレキュラーシーブ、例えばゼオライトは、角を共有するTO4[ここで、Tは、AlまたはSiである]四面体から構成される開放三次元骨格構造を有するアルミノケイ酸塩として定義される。アニオン性骨格の電荷を補償するカチオンは、骨格酸素と緩く会合し、残りの細孔容積は、水分子で満たされている。非骨格カチオンは、一般的に交換可能であり、水分子は除去可能である。
1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、SiO4/AlO4四面体を含み、それらは、共通の酸素原子によって連結されて、三次元網目を形成している。1つ以上の実施形態の第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、(SiO4)/AlO4四面体の強固な網目によって形成される空隙の形態によって主に分類される。空隙への入口は、入口開口を形成する原子に関して6個、8個、10個または12個の環原子から形成される。1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、12以下の、例えば6、8、10および12の環サイズを有する。
1つ以上の実施形態によれば、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、構造を特定する骨格トポロジーによって分類することができる。一般的に、あらゆる構造型のゼオライト、例えばABW、ACO、AEI、AEL、AEN、AET、AFG、AFI、AFN、AFO、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY、AHT、ANA、APC、APD、AST、ASV、ATN、ATO、ATS、ATT、ATV、AWO、AWW、BCT、BEA、BEC、BIK、BOG、BPH、BRE、CAN、CAS、SCO、CFI、SGF、CGS、CHA、CHI、CLO、CON、CZP、DAC、DDR、DFO、DFT、DOH、DON、EAB、EDI、EMT、EON、EPI、ERI、ESV、ETR、EUO、FAU、FER、FRA、GIS、GIU、GME、GON、GOO、HEU、IFR、IHW、ISV、ITE、ITH、ITW、IWR、IWW、JBW、KFI、LAU、LEV、LIO、LIT、LOS、LOV、LTA、LTL、LTN、MAR、MAZ、MEI、MEL、MEP、MER、MFI、MFS、MON、MOR、MOZ、MSO、MTF、MTN、MTT、MTW、MWW、NAB、NAT、NES、NON、NPO、NSI、OBW、OFF、OSI、OSO、OWE、PAR、PAU、PHI、PON、RHO、RON、RRO、RSN、RTE、RTH、RUT、RWR、RWY、SAO、SAS、SAT、SAV、SBE、SBS、SBT、SFE、SFF、SFG、SFH、SFN、SFO、SGT、SOD、SOS、SSY、STF、STI、STT、TER、THO、TON、TSC、UEI、UFI、UOZ、USI、UTL、VET、VFI、VNI、VSV、WIE、WEN、YUG、ZONまたはそれらの組合せの構造型のゼオライトを使用することができる。
1つ以上の実施形態においては、モレキュラーシーブ成分は、8員環小細孔のアルミノケイ酸塩ゼオライトを含む。本明細書で使用される場合に、「小細孔」とは、約5Åより小さい、例えば約3Åから約5Åまでの、例えば約3.8Åのオーダーの細孔開口を指す。文言「8員環」ゼオライトとは、8員環またはそれより小さい環および二重6員環二次構造単位によって区画される細孔開口を有し、かつ二重6員環構造単位の4員環による連結により得られるケージ様構造を有するゼオライトを指す。ゼオライトは、二次構造単位(SBU)および複合構造単位(CBU)から構成され、それらは多くの種々の骨格構造で存在する。二次構造単位は、16個までの四面体原子を含み、非キラルである。複合構造単位は、アキラルである必要はなく、骨格全体を構成するために必ずしも使用されなくてもよい。例えば、ゼオライトの一つの群は、その骨格構造において単4員環(s4r)複合構造単位を有する。4員環において、その「4」とは、四面体のケイ素原子およびアルミニウム原子の位置を指し、酸素原子は、四面体原子の間に位置している。その他の複合構成単位には、例えば単6員環(s6r)単位、二重4員環(d4r)単位および二重6員環(d6r)単位が含まれる。d4r単位は、2つのs4r単位がつながることによって形成される。d6r単位は、2つのs6r単位がつながることによって形成される。d6r単位においては、12個の四面体原子が存在する。d6r二次構造単位を有するゼオライト構造型には、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSCおよびWENが含まれる。
1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、d6r単位を有する。このように、1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、AEI、AFT、AFX、CHA、EAB、EMT、ERI、FAU、GME、JSR、KFI、LEV、LTL、LTN、MOZ、MSO、MWW、OFF、SAS、SAT、SAV、SBS、SBT、SFW、SSF、SZR、TSC、WENおよびそれらの組合せから選択される構造型を有する。その他の具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、CHA、AEI、AFX、ERI、KFI、LEVおよびそれらの組合せからなる群から選択される構造型を有する。なおも更なる具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、CHA、AEIおよびAFXから選択される構造型を有する。1つ以上の非常に具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、CHA構造型を有する。
1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩ゼオライト、ホウケイ酸塩、ガロケイ酸塩、SAPO、AlPO、MeAPSOおよびMeAPOから選択される。その他の具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、CHA構造型を有し、それらは、SSZ-13、SSZ-62、天然チャバザイト、ゼオライトK-G、Linde D、Linde R、LZ-218、LZ-235、LZ-236、ZK-14、SAPO-34、SAPO-44、SAPO-47およびZYT-6から選択される。第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブの構造および/または組成が所定のリストから選択される場合に、該第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、幾つかの実施形態においては、同じ(または同様の)構造および/または組成を有してよく、かつその他の実施形態においては、前記リストから選択される異なる構造および/または組成を有してよいことが留意される。
本発明の実施形態による第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、ウォッシュコートとして提供され得る。該第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、一般的に非常に多孔質であるウォッシュコートを提供する。第一のモレキュラーシーブの平均結晶サイズは、一般的に約0.5ミクロン~約2ミクロンの範囲にある。幾つかの実施形態においては、第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブの両方とも、約0.5ミクロン~約2ミクロンの範囲の平均結晶サイズを有する。具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブは、約1ミクロンの平均結晶サイズを有する。その他の具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブの両方とも、約1ミクロンの平均結晶サイズを有する。平均結晶サイズは、例えば顕微鏡法を使用して、例えば走査型電子顕微鏡法(SEM)を使用して測定することができる。
当業者に明らかなように、第一のモレキュラーシーブおよび、幾つかの実施形態においては、第二のモレキュラーシーブの平均結晶サイズは、当該技術分野で公知の従来の方法に従って製造されたCHA構造を有するモレキュラーシーブの平均結晶サイズよりもかなり大きい。そのように従来のように製造されたモレキュラーシーブは、約0.5μm未満の粒子サイズ(例えば平均粒子サイズ)を有することが知られている。
更に、1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブは、立方体形状の結晶/微結晶の形(例えば本質的に立方体形状の結晶の形)のモレキュラーシーブを含む。様々な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブの大部分は、立方体形状の結晶の形であり、例えば、少なくとも約75質量%の、少なくとも約90質量%の、少なくとも約95質量%の、少なくとも約98質量%の、少なくとも約99質量%のモレキュラーシーブは、結晶性であり、および/または立方体形状である。用語「立方体」および「立方体形状」は、それらの標準的な定義を有することが意図され、例えば6つの正方形面によって特徴付けられ、それぞれの頂点でそのような3つの面が接触する三次元形状を有することが意図される。特定の実施形態においては、結晶の全てまたは大部分(例えば、少なくとも約90質量%、95質量%、98質量%または99質量%)が立方体であるが、幾つかの実施形態においては、結晶の少ない割合(例えば、約10%以下、約5%以下、約2%以下、または約1%以下)が、厳密な定義の「立方体」を満たし得ない。立方体形状の結晶は、幾つかの実施形態においては、辺を共有し得る(大部分は立方体であるが、幾つかの結晶は、完璧な立方体と比較して滑らかな辺および/または角を有し、幾つかは辺と辺で接合してよい)。その他の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブの両方とも、立方体形状の結晶を有する。本明細書に開示される試料中に存在し得るその他の(非立方体形)モレキュラーシーブ材料(例えば、先に参照されるように、比較的少量で存在する)は、様々な形状を有してよく、例えばその他の(非立方体形)の結晶形状を有してよく、または非晶質であってもよい。結晶サイズおよび形状が本明細書に記載される場合に、そのようなサイズおよび形状は、本明細書で特に記載がない限りは焼成後に報告されるものであると留意される。
モレキュラーシーブ成分のシリカ対アルミナの比の値は、広い範囲にわたって様々であってよい。1つ以上の実施形態においては、モレキュラーシーブ成分の一方または両方は、約300までの範囲、例えば約5~約250の、約10~約200の、約2~約300の、そして約5~約250の範囲のシリカ対アルミナのモル比(SAR)の値を有する。1つ以上の具体的な実施形態においては、モレキュラーシーブ成分の一方または両方は、約10~約200の、約10~約100の、約10~約75の、約10~約60の、または約10~約50の、約15~約100の、約15~約75の、約15~約60の、または約15~約50の、約20~約100の、約20~約75の、約20~約60の、または約20~約50の範囲のシリカ対アルミナのモル比(SAR)を有する。
1つ以上の実施形態においては、触媒物品は、本質的に晶質の材料を含む。例えば、本明細書に開示されるモレキュラーシーブ成分の1つ以上は、幾つかの実施形態においては、高度に晶質の材料の形で存在してよい(例えば少なくとも約75質量%が晶質、少なくとも約80質量%が晶質、少なくとも約85質量%が晶質、少なくとも約90質量%が晶質、少なくとも約95質量%が晶質、少なくとも約98質量%が晶質、少なくとも約99質量%が晶質、または少なくとも99.5質量%が晶質)。モレキュラーシーブの合成は、モレキュラーシーブ材料の構造型に応じて様々であるが、通常は、モレキュラーシーブは、構造規定剤(SDA)、時々テンプレート(または有機テンプレート)とも呼ばれる剤をシリカおよびアルミナの起源と一緒に使用して合成される。構造規定剤は、有機カチオン、すなわちテトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAOH)または無機カチオン、すなわちNa+もしくはK+の形であってよい。結晶化の間に、複数の四面体単位がSDAの周りに組織化することで、所望の骨格が形成され、そしてSDAは、しばしばゼオライト結晶の細孔構造内に包埋される。1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブの結晶化は、構造規定剤/テンプレート、結晶核または元素の添加によって達成することができる。
本明細書で使用される場合に、「促進された」とは、モレキュラーシーブ中に固有のものであり得る不純物を含むこととは異なって、1種以上の成分を意図的に添加されて含むことを指す。このように、促進剤は、意図的に添加することで、促進剤を意図的に添加しなかった触媒と比べて触媒の活性が高められる成分である。窒素酸化物のSCRを促進するために、本開示による1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび/または第二のモレキュラーシーブ中に適切な金属が交換される(有利には、適切な金属は、第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブの両方で交換されてよい)。1つ以上の実施形態によれば、第一のモレキュラーシーブは、銅で促進され、そして第二のモレキュラーシーブは、鉄で促進される。
酸化物として計算される触媒の促進剤金属の含有量は、1つ以上の実施形態においては、焼成されたモレキュラーシーブ(促進剤を含む)の全質量に対して無揮発物基準で、少なくとも約0.1質量%である。具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブの促進剤金属はCuを含み、そしてCuOとして計算されるCu含有量は、それぞれ焼成されたモレキュラーシーブの全質量に対して無揮発物基準で、約0.1質量%~約5質量%の範囲であり、例えば約5質量%、4質量%、3質量%、2質量%、1質量%、0.5質量%、0.25質量%および0.1質量%である。具体的な実施形態においては、第一のモレキュラーシーブのCuOとして計算されるCu含有量は、焼成されたモレキュラーシーブの全質量に対して無揮発物基準で、約2質量%~約5質量%の範囲のモレキュラーシーブの範囲である。具体的な実施形態においては、第二のモレキュラーシーブの促進剤金属はFeを含み、そしてFe23として計算されるFe含有量は、それぞれ焼成されたモレキュラーシーブの全質量に対して無揮発物基準で、約0.1質量%~約10質量%の範囲であり、例えば約9質量%、8質量%、7質量%、6質量%、5質量%、4質量%、3質量%、2質量%、1質量%、0.5質量%、0.25質量%および0.1質量%である。その他の実施形態においては、第二のモレキュラーシーブの促進剤金属はFeを含み、そしてFe23として計算されるFe含有量は、それぞれ焼成されたモレキュラーシーブの全質量に対して無揮発物基準で、約10質量%までの範囲であり、例えば約9質量%、8質量%、7質量%、6質量%、5質量%、4質量%、3質量%、2質量%および1質量%である。具体的な実施形態においては、第二のモレキュラーシーブのFe23として計算されるFe含有量は、焼成されたモレキュラーシーブの全質量に対して無揮発物基準で、約1質量%~約5質量%の範囲のモレキュラーシーブの範囲である。
1つ以上の実施形態においては、様々な異なる触媒物品の設計は、銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブを使用して製造される。第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブの間の空間的な関係は様々であってよく、かつ特に触媒物品の第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブの互いの位置関係に関する設計は様々であってよい。例示的な設計には、制限されるものではないが、層状の設計、区分された(例えば側方に区分された)設計、および均一の混合物の設計が含まれる。
特定の実施形態においては、触媒物品は層状の設計を有し、ここで、基材は、銅で促進された第一のモレキュラーシーブでウォッシュコートされることで第一の層が形成され、そして該第一の層上に鉄で促進された第二のモレキュラーシーブがウォッシュコートされることで、第二の層が形成される。その他の実施形態においては、触媒物品は層状の物品であり、ここで、基材は、鉄で促進された第二のモレキュラーシーブでウォッシュコートされることで第一の層が形成され、そして該第一の層上に銅で促進された第一のモレキュラーシーブがウォッシュコートされることで、第二の層が形成される。触媒物品は有利には第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブのそれぞれの1層を含んでよいが、幾つかの実施形態においては、2層より多くが含まれ得ることが留意される。更に、それらの層は、有利には基材の表面全体にわたって均一かつ連続的であるが、本発明は、それに制限されることは意図されない。
もう一つの実施形態においては、銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブは、側方に区分された構成で配置されている。本明細書で使用される場合に、用語「側方に区分された」とは、銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブの互いに対する位置を指す。側方とは、並んでいることを意味し、銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブが隣同士で配置されていることを意味する。本明細書で使用される場合に、用語「上流」および「下流」とは、エンジンから排気管へと向かうエンジン排ガス流の流れによる相対方向を指し、ここで、エンジンは上流位置にあり、排出管および任意の汚染低減物品、例えばフィルタおよび触媒はエンジンから下流にある。1つ以上の実施形態においては、触媒物品は、側方に区分された構成であり、ここで、銅で促進された第一のモレキュラーシーブは、基材上に、鉄で促進されたモレキュラーシーブの上流で被覆されている。その他の実施形態においては、触媒物品は、側方に区分された構成であり、ここで、銅で促進された第一のモレキュラーシーブは、基材上に、鉄で促進されたモレキュラーシーブの下流で被覆されている。1つ以上の実施形態によれば、側方に区分された銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブは、同じ基材(すなわち共通の基材)上に、または異なる基材上に配置されていてよく、それらは、互いに様々な距離であってよい。
図1に関して、側方に区分された系の例示的な一実施形態が示されている。触媒物品(10)は、側方に区分された配置で示されており、ここで、銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(18)は、鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ(20)の上流で共通の基材(12)上に配置されている。基材(12)は、入口端部(22)および出口端部(24)を有し、それらは、軸長Lを画定している。1つ以上の実施形態においては、基材(12)は、一般的に、ハニカム型基材の複数の流路(14)を有し、そのうち1つの流路だけが、明瞭にするために断面で示されている。銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(18)は、基材(12)の入口端部(22)から基材(12)の全軸長L未満まで延びている。銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(18)の長さは、図1で第一の帯域(18a)として示されている。鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ(20)は、基材(12)の出口端部(24)から基材(12)の全軸長L未満まで延びている。鉄で促進された第二のモレキュラーシーブの長さは、図1で第二の帯域(20a)として示されている。
銅で促進された第一のモレキュラーシーブ材料および鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ材料の互いに対する位置を変更してよいことは、当業者には明らかであろう。従って、1つ以上の実施形態においては、触媒物品(10)は、側方に区分された配置で提供されてよく、ここで、鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ(18)は、銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(20)の下流で共通の基材(12)上に配置されている。
当然のことながら、第一の帯域および第二の帯域の長さは、変動させてよい。1つ以上の実施形態においては、第一の帯域および第二の帯域は、本質的に長さが等しくてよい。その他の実施形態においては、第一の帯域は、第二の帯域よりも長さが短くてよく、または第二の帯域よりも長さが長くてもよい。例えば、幾つかの実施形態においては、第一の帯域は、基材の全長Lの約10%~約90%の長さ、例えば基材の全長の約10%~約50%の長さ、基材の全長の約40%~約60%の長さ、または基材の全長の約50%~約90%の長さを有してよく、ここで、第二の帯域は、それに応じて基材の長さLの残りを覆っている。特定の具体的な実施形態においては、第一の帯域の長さは、基材の長さLの約20%、25%、35%、40%、60%、65%、75%または80%であってよく、ここで、第二の帯域は、それに応じて基材の長さLの残りを覆っている。
図2に関して、側方に区分された触媒物品(110)のもう一つの実施形態が示されている。示される触媒物品(110)は、側方に区分された配置であり、ここで、銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(118)は、鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ(120)の上流で別個の基材(112)および(113)上に配置されている。銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(118)は、基材(112)上に配置され、そして鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ(120)は、別個の基材(113)上に配置されている。基材(112)および(113)は、同じ材料または異なる材料から構成されていてよく、それらのサイズおよび形状は、様々であってよい。基材(112)は、入口端部(122a)および出口端部(124a)を有し、それらは、軸長L1を画定している。基材(113)は、入口端部(122b)および出口端部(124b)を有し、それらは、軸長L2を画定している。1つ以上の実施形態においては、基材(112)および(113)は、一般的に、ハニカム型基材の複数の流路(114)を有し、そのうち1つの流路だけが、明瞭にするために断面で示されている。銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(118)は、基材(112)の入口端部(122a)から出口端部(124a)までの基材(112)の全軸長L1未満まで延びている。銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(118)の長さは、図2で第一の帯域(118a)として示されている。鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ(120)は、基材(113)の出口端部(124b)から入口端部(122b)までの基材(113)の全軸長L2未満まで延びている。鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ(120)の長さは、図2で第二の帯域(120a)として示されている。帯域(118a)および(120a)の長さは、図1に関して記載されたように様々であってよい。
改めて、銅で促進された第一のモレキュラーシーブ材料および鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ材料の互いに対する位置を変更してよいことは、当業者には明らかであろう。従って、1つ以上の実施形態においては、触媒物品(110)は、側方に区分された配置で提供されてよく、ここで、銅で促進された第一のモレキュラーシーブ(118)は、鉄で促進された第二のモレキュラーシーブ(120)の下流で異なる基材(112)および(113)上に配置されている。1つ以上の実施形態においては、触媒物品は、d6r単位を有する、銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブの均一な混合物である。該均一な混合物は、基材上に被覆されてよい。
具体的な実施形態においては、d6r単位を有する、銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブは、銅で促進された第一のモレキュラーシーブ対鉄で促進された第二のモレキュラーシーブの質量に対して約1:1~約4:1の範囲の質量比、例えば約1:1、約2:1、約3:1、および約4:1の質量比で存在する。1つ以上の実施形態においては、銅で促進された第一のモレキュラーシーブの、鉄で促進された第二のモレキュラーシーブに対する質量比は、約1:1~約2:1の範囲である。銅で促進された第一のモレキュラーシーブの、鉄で促進された第二のモレキュラーシーブに対する質量比は、層状の設計、側方に区分された設計、および均一な混合物の設計の触媒物品に関連することが留意される。本明細書に開示されるCu:Fe比は、酸化物形(CuOおよびFe23)を基準とした質量比である。
SCR活性
1つ以上の実施形態においては、本明細書に記載される触媒物品は、高いNOx転化率を示すことができる。例えば、本明細書で上述のCuで促進されたおよびFeで促進されたモレキュラーシーブを含むウォッシュコートを含む触媒物品は、幾つかの実施形態においては、ガス空間速度80000h-1で測定して200℃でのエージング後のNOx転化率少なくとも50%を示すことができる。具体的な実施形態においては、該触媒物品は、ガス空間速度80000h-1で測定して450℃でのエージング後のNOx転化率少なくとも70%を示す。より具体的には、幾つかの実施形態においては、ガスの毎時体積基準の空間速度80000h-1で定常状態の条件下で、500ppmのNO、500ppmのNH3、10%のO2、5%のH2O、残部N2のガス混合物中の最大NH3スリップ条件で測定されて、200℃でのエージング後のNOx転化率は、少なくとも55%、450℃の場合に少なくとも75%であってよく、更により具体的には、幾つかの実施形態においては、200℃でのエージング後のNOx転化率は、少なくとも60%、450℃の場合に少なくとも80%であってよい。コア部を、管状炉内において10%のH2O、10%のO2、残部N2を含むガス流中で空間速度4000h-1で750℃で5時間にわたって水熱エージングした。
そのようなSCR活性測定は、刊行物(例えばBullらによるPCT出願公開の国際公開第2008/106519号パンフレット(WO2008/106519)を参照のこと)において裏付けられており、該刊行物は、参照により本明細書で援用される。
更に、1つ以上の実施形態によれば、本明細書で提供された触媒物品は、より低いN2O生成に効果的である。例えば、銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比が約1:1~約4:1の範囲にある場合に、N2O生成は、従来のCuで促進されたモレキュラーシーブ材料(すなわち、Cu-SSZ13)と比較して、かつ従来の(すなわち小結晶)Cu-Feで促進されたモレキュラーシーブ材料と比較して低減される。銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比が約5:1超である場合に、従来のCuで促進されたモレキュラーシーブ材料と比較して、かつ従来の(すなわち小結晶)Cu-Feで促進されたモレキュラーシーブ材料と比較して、N2O生成の増大が存在する。例えば、様々な材料についてのN2O生成を裏付けている図6を参照のこと。示されるように、一つの具体的な実施形態に関しては、本明細書に開示される材料についてのN2O生成は、225℃で約7ppm以下であり、かつ550℃で約4ppm以下である。N2O生成は、本明細書に開示される触媒材料の使用と関連した多くのパラメーターに基づいて変動しうるが、有利には、本明細書に開示される材料は、ある範囲の使用条件下では、同等の材料(より小さい結晶サイズおよび/またはより小さい全結晶性)よりも低いN2O生成を裏付けることができる。
本発明の実施形態による第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、様々な形で、例えば制限されるものではないが、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブを含む1種以上の粉末の形で、または第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブの一方もしくは両方を含む噴霧された材料、例えばデカンテーション、濾過、遠心分離および/もしくは噴霧のような分離技術を使用して製造された材料の形で提供することができる。一般的に、前記粉末または噴霧された材料は、他の化合物を一切用いずに、例えば適切な圧縮成形によって成形することで、所望の形状の成形物、例えばタブレット、円筒物、球状物等を得ることができる。
例としては、前記粉末または噴霧された材料の1種以上を、その一方で当該技術分野で良く知られた適切な改質剤と混合するか、または該改質剤で被覆することができる。例としては、シリカ、アルミナ、ゼオライトまたは耐火性結合剤(例えばジルコニウム前駆体)のような改質剤を使用することができる。該粉末または噴霧された材料は、任意に適切な改質剤との混合または該改質剤による被覆の後に、例えば水によってスラリーへと形成することができ、それを次いで適切な耐火性担体上に堆積させることができる。例えば、BullによるPCT出願公開の国際公開第2008/106519号パンフレット(WO2008/106519)(該刊行物は、参照により本明細書で援用される)に開示される担体の種類を参照のこと。
本発明の実施形態による第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、粒状触媒の充填床として、またはプレート、サドル、チューブ等のような成形品として使用するための任意のその他の適切な形状の押出物、ペレット、タブレットまたは粒子の形で提供することもできる。
基材:
1つ以上の実施形態においては、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、1つの基材(または本明細書で先に参照されるように1つより多くの基材)にウォッシュコートとして適用することができる。本明細書で使用される場合に、用語「基材」とは、触媒が、一般的にウォッシュコートの形で配置されるモノリス型の材料を指す。ウォッシュコートは、一般的に、液体ビヒクル中の触媒(本明細書では、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブの一方または両方)の特定の固体含有量(例えば30質量%~90質量%)を含むスラリーを調製し、それを次いで1つの基材(または複数の基材)上に被覆し、乾燥させてウォッシュコートを得ることによって形成される。本明細書で使用される場合に、用語「ウォッシュコート」は、処理されるべきガス流の通過を可能にするのに十分に多孔質のハニカム型担体要素のような基材材料に適用される触媒材料またはその他の材料の薄い付着性被覆の技術分野における通常の意味を有する。
1つ以上の実施形態においては、該基材は、ハニカム構造を有するセラミックまたは金属である。任意の適切な基材、例えばモノリス型基材であって、その中で該基材の入口面または出口面から延びた細かい平行のガス流通路を有することで、流体が流過するように通路が開放している基材を使用することができる。流体入口から流体出口まで本質的に直線の経路である通路は、ウォッシュコートとして触媒材料が被覆されている壁部によって区画され、こうして該通路中を流れるガスは触媒材料と接触する。該モノリス型基材の流路は薄壁型通路であり、該通路は、例えば台形、長方形、正方形、折曲状、六角形、楕円形、円形等の任意の適切な断面形状およびサイズを有してよい。そのような構造は、1平方インチの断面積当たりに約60個から約900個以上のガス入口開口(すなわちセル)を含んでよい。
セラミック基材は、任意の適切な耐火性材料、例えばコーディエライト、コーディエライト-α-アルミナ、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、ジルコニウム、ペタライト、α-アルミナ、アルミノケイ酸塩等でできていてよい。
本発明の実施形態の触媒物品のために有用な基材は、金属の性質であってもよく、1種以上の金属または金属合金から構成されていてよい。金属製基材は、様々な形状で、例えばペレット、波形板またはモノリス形で使用することができる。金属製基材の具体的な例には、耐熱性卑金属合金、特に鉄が本質的または主要成分である卑金属合金が含まれる。そのような合金は、ニッケル、クロムおよびアルミニウムの1種以上を含有してよく、これらの金属の合計は、有利には合金の少なくとも約15質量%を含んでよく、例えば基材の質量に対して約10質量%~25質量%のクロム、約1質量%~8質量%のアルミニウムおよび約0質量%~20質量%のニッケルを含んでよい。
1つ以上の実施形態においては、本明細書で提供される、銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブを含む触媒物品には、例えばそのようなモレキュラーシーブをフロースルー型フィルタまたはウォールフロー型フィルタ上に被覆したものが含まれる。図3Aおよび図3Bは、複数の通路(52)を有するウォールフロー型フィルタ基材(30)を図示している。それらの通路は、フィルタ基材の内壁(53)によって管状に取り囲まれている。該基材は、入口端部(54)および出口端部(56)を有する。通路は一つおきに、入口端部で入口プラグ(58)によって、かつ出口端部で出口プラグ(60)によって塞がれて、入口(54)および出口(56)に逆の格子パターンが形成される。ガス流(62)は、塞がれていない通路入口(64)を通って入り、出口プラグ(60)によって阻止され、そして通路壁(53)(それは多孔質である)を通って出口側(66)へと拡散する。そのガスは、入口プラグ(58)のため壁部の入口側へと戻ることはできない。
1つ以上の実施形態においては、ウォールフロー型フィルタ基材は、セラミック様材料、例えばコーディエライト、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-マグネシアもしくはケイ酸ジルコニウム、または多孔質の耐火性金属から構成されている。その他の実施形態においては、ウォールフロー型基材は、セラミック繊維複合材料から形成される。具体的な実施形態においては、ウォールフロー型基材は、コーディエライトおよび炭化ケイ素から形成される。そのような材料は、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できる。
1つ以上の実施形態においては、ウォールフロー型基材には、薄い多孔質壁を有するハニカムモノリスであって、それを通じて流体流が通過するが、物品全体にわたる背圧または圧力の増加があまり大きく引き起こされないハニカムモノリスが含まれる。通常は、ウォールフロー型清浄化物品の存在は、1水柱インチ~10psigの背圧を生成することとなる。該システムで使用されるセラミック製ウォールフロー型基材は、少なくとも50%(例えば50%から75%まで)の多孔性を有し、少なくとも5ミクロン(例えば5ミクロンから30ミクロンまで)の平均細孔サイズを有する材料から形成される。1つ以上の実施形態においては、該基材は、少なくとも55%の多孔性を有し、かつ少なくとも10ミクロンの平均細孔サイズを有する。これらの多孔性およびこれらの平均細孔サイズを有する基材を以下に記載される技術で被覆する場合に、その基材上に適切なレベルの触媒組成物が負荷されて、優れたNOx転化効率を達成することができる。これらの基材は、SCR触媒負荷にかかわらず、適切な排気流特性、すなわち許容可能な背圧を依然として維持することができる。Pitcherによる米国特許第4,329,162号は、適切なウォールフロー型基材の開示に関して、参照により本明細書で援用される。
商業的利用で一般的なウォールフロー型フィルタは、本発明で利用されるウォールフロー型フィルタよりも低い壁部多孔性、例えば約35%から50%までの多孔性で形成される。一般的に、商業的なウォールフロー型フィルタの細孔サイズ分布は、一般的に非常に広く、17ミクロンよりも小さい平均細孔サイズを有する。
本明細書で提供される1つ以上の実施形態において使用される多孔質のウォールフロー型フィルタは、その壁部が本明細書で提供される1種以上の触媒材料をその上にまたはその中に含むように触媒添加される。触媒材料は、触媒物品の壁部の入口側だけに、出口側だけに、入口側と出口側の両方に存在してよく、またはその壁部自体の全てまたは一部が触媒材料からなっていてよい。本発明は、1層以上の触媒材料の層および1層以上の触媒材料の層の組合せの、触媒物品の入口壁および/または出口壁での使用を含む。
ウォールフロー型基材を1つ以上の実施形態の触媒材料で被覆するために、該基材を、触媒スラリーの一部に垂直に、基材の頂部がちょうど該スラリーの表面の上方に位置するように浸すことができる。こうして、スラリーは、それぞれのハニカム壁の入口面に接触するが、それぞれの壁部の出口面との接触は妨げられる。試料は、スラリー中で約30秒間にわたってそのまま置かれる。基材をスラリーから取り出し、過剰のスラリーを該ウォールフロー型基材から、まず通路からそれを流れ出させ、次に圧縮空気を吹き入れ(スラリーの浸透方向に逆らって)、そして次にスラリーの浸透方向から真空引きすることによって除去する。この技術を使用することによって、触媒スラリーは、基材の壁部に浸透するものの、それらの細孔は、過度の背圧が完成した基材中に生ずる程度まで塞がれない。本明細書で使用される場合に、用語「浸透」とは、基材上の触媒スラリーの分散液を説明するために使用されるときに触媒組成物が基材壁部全体にわたって分配されることを意味する。
被覆された基材は、一般的に約100℃で乾燥され、そしてより高い温度(例えば300℃~450℃)で焼成される。焼成後に、触媒負荷量は、基材の被覆後の重さと未被覆の時の重さの計算によって測定することができる。当業者に明らかであるように、触媒負荷量は、被覆スラリーの固体含有量を変更することによって改変することができる。それとは別に、被覆スラリー中での基材の繰り返しの浸漬を行った後に、前記のように過剰のスラリーを除去することができる。
触媒の製造:
従来のCHA型モレキュラーシーブの合成
CHA構造を有するモレキュラーシーブは、当該技術分野で公知の様々な技術、例えばZonesによる米国特許第4,544,538号およびZonesによる米国特許第4,544,538号(それらの文献は参照によりその全体が本明細書で援用される)における技術によって製造することができる。これらのモレキュラーシーブは、0.5ミクロン未満の粒子サイズを有することが知られることに留意される。
任意のNH4交換によるNH4-チャバザイトの形成
任意に、得られたアルカリ金属ゼオライトをNH4交換することで、NH4-チャバザイトが形成される。NH4イオン交換は、当該技術分野で公知の様々な技術に従って、例えばBleken,F.;Bjorgen,M.;Palumbo,L.;Bordiga,S.;Svelle,S.;Lillerud,K.-P.;およびOlsbye,U.Topics in Catalysis 52,(2009),218-228(該文献は参照により本明細書で援用される)に開示されるようにして実施することができる。
大結晶モレキュラーシーブの合成:
本発明の実施形態による第一のモレキュラーシーブを製造するために、活性部位が増加した高度に晶質のモレキュラーシーブは、従来の合成のpH調節過程を凝集過程と置き換えることで、母液からモレキュラーシーブ結晶を単離することによって得られる。第一のモレキュラーシーブは、Bullによる特許出願である国際公開第2011/064186号パンフレット(WO2011/064186)(該文献は参照により本明細書で援用される)における手順に従って製造される。簡潔には、TMA-CHAを、以下のステップ:(1)チャバザイトをTMAOH(トリメチルアンモニウムヒドロキシド)およびTMAA(トリメチル-1-アダマンチルアンモニウムヒドロキシド)を含有する合成ゲルを結晶化させるステップ、(2)チャバザイト生成物を分離するステップ、ならびに(3)乾燥および焼成を行って、有機テンプレート(TMAOHおよびTMAA)を除去するステップによって作製する。典型的な合成ゲルにおいては、ケイ素源としてLudox AS40が使用されることとなり、その一方でアルミニウム源としてアルミニウムトリイソプロポキシドが使用されることとなる。2種類のテンプレートTMAOHおよびTMAAの添加の後に、得られたゲルのpHは、約14.2である。合成ゲルは、オートクレーブに移され、200RPMの撹拌速度下で170℃で24時間にわたって水熱結晶化される。水熱結晶化の後に、得られた懸濁液は、12.6のpHを有する。該懸濁液は、脱イオン水と混合され、それを磁製吸引フィルタで直接的に濾過することができ、または凝集剤を補助的に用いて濾過することができる。次いで湿った生成物を120℃で空気中で4時間にわたって加熱する。次いで乾燥された生成物を空気中で600℃において5時間にわたって更に焼成することで、テンプレートを除去し、0.1質量%未満の炭素含有量を保証する。その際、焼成された生成物は、CuまたはFeでイオン交換して金属含有触媒を得るための準備ができている。
アルカリ金属またはNH4-チャバザイト中への銅交換または鉄交換による金属チャバザイトの形成:
アルカリ金属またはNH4モレキュラーシーブ中へと銅または鉄がイオン交換される。具体的な実施形態においては、アルカリ金属またはNH4チャバザイト中へと銅または鉄がイオン交換されることで、Cu-チャバザイトまたはFe-チャバザイトが形成される。酢酸銅が使用される場合に、銅イオン交換で使用される液体銅溶液の銅濃度は、具体的な実施形態においては、約0.01モラーから約0.4モラーまでの範囲、より具体的には、約0.05モラーから約0.3モラーまでの範囲、更により具体的には約0.1モラーから約0.25モラーまでの範囲、更により具体的には、約0.125モラーから約0.25モラーまでの範囲、更により具体的には、約0.15モラーから約0.225モラーまでの範囲、そして更により具体的には、約0.2モラーからの範囲である。
本発明の一実施形態によれば、本発明のモレキュラーシーブ材料(それはゼオライト系材料または非ゼオライト系材料であってよい)は触媒法で使用される。一般的に、本発明の組成物および触媒物品は、任意の考えられる触媒法であって、少なくとも1種の有機化合物、より具体的には少なくとも1つの炭素-炭素結合および/または炭素-酸素結合および/または炭素-窒素結合を含む有機化合物、より具体的には少なくとも1つの炭素-炭素結合および/または炭素-酸素結合を含む有機化合物、更により具体的には、少なくとも1つの炭素-炭素結合を含む有機化合物の転化を含む触媒法で使用することができる。本発明の特に具体的な実施形態においては、組成物および触媒物品を使用することで、メタノールからオレフィンへの(MTO)反応、エチレンからプロピレンへの(ETP)反応、ならびにメタノールおよびエチレンの同時反応(CME)のいずれか1つまたはそれより多くを触媒することができる。該方法は、前記化合物と、本発明の様々な実施形態により記載される組成物または触媒物品とを、本明細書に記載されるように接触させることを含む。
金属のイオン交換:
鉄で促進されたまたは銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、その他の金属で促進させてもよい。適切な金属には、制限されるものではないが、コバルト、ニッケル、セリウム、白金、パラジウム、ロジウムおよびそれらの組合せが含まれる。該金属は、ゼオライトの製造後に交換することができる。1つ以上の実施形態によれば、該金属の少なくとも一部は、構造規定剤、シリカ源およびアルミナ源ならびに金属イオン(例えば銅)源を含むように調整されたコロイド中に含まれてよい。
窒素酸化物のSCRの更なる促進のために、銅で促進されたモレキュラーシーブ材料中に適切なアルカリ土類金属またはアルカリ金属が交換される。適切なアルカリ土類金属またはアルカリ金属には、制限されるものではないが、バリウム、マグネシウム、ベリリウム、カルシウム、ストロンチウム、ラジウムおよびそれらの組合せが含まれる。具体的な実施形態においては、該アルカリ土類金属またはアルカリ金属成分は、バリウム、マグネシウム、カルシウムおよびそれらの組合せから選択される。非常に具体的な実施形態においては、銅で促進されたモレキュラーシーブ中にバリウムが交換される。該金属は、モレキュラーシーブの製造後に交換することができる。
NOxの還元方法:
一般的に、前記の第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、モレキュラーシーブ、吸着材、触媒、触媒担体またはそれらの結合剤として使用することができる。1つ以上の実施形態においては、該材料は触媒として使用される。
本発明の触媒組成物または触媒物品は、少なくとも1つの窒素-酸素結合を含む少なくとも1種の化合物の転化を含む触媒法において使用することができる。本発明の1つ以上の実施形態によれば、該組成物または触媒物品は、窒素酸化物NOxの選択的還元のための選択的接触還元(SCR)法において、NH3の酸化のために、特にディーゼルシステムにおけるNH3スリップの酸化のために、N2Oの分解のために使用される。本発明の文脈で使用される場合に、窒素酸化物NOxという用語は、窒素の酸化物、特に酸化二窒素(N2O)、一酸化窒素(NO)、三酸化二窒素(N23)、二酸化窒素(NO2)、四酸化二窒素(N24)、五酸化二窒素(N25)、過酸化窒素(NO3)を示す。本発明の特に具体的な実施形態によれば、前記組成物または触媒物品(CuおよびFeを含む)は、少なくとも1つの窒素-酸素結合を含む少なくとも1種の化合物の転化を含む触媒法において使用することができる。該方法は、該化合物と、本発明の一実施形態による触媒物品とを接触させることによって達成することができる。
更に、本発明のもう一つの態様は、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブを含む触媒材料を使用することを含む化学反応を触媒する方法であって、前記第一のモレキュラーシーブは、銅で促進されており、かつ前記第二のモレキュラーシーブは、鉄で促進されており、ここで、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、d6r単位を有し、かつ約0.5ミクロン~約2ミクロンの平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶(例えば本質的に立方体形状の結晶)を有する方法に関する。
また、本発明の実施形態は、窒素酸化物NOxを選択的に還元するための方法であって、NOxを含有する流れと、本発明による触媒材料、組成物または触媒物品とを適切な還元条件下で接触させることによって行う方法に関する。特定の実施形態は、NH3を酸化させる方法(特にディーゼルシステムにおけるNH3スリップを酸化させる方法)であって、NH3を含有する流れと、触媒組成物または触媒物品とを適切な酸化条件下で接触させることによって行う方法に関する。特定の実施形態は、N2Oを分解させる方法であって、N2Oを含有する流れと、触媒組成物または触媒物品とを適切な分解条件下で接触させることによって行う方法に関する。特定の実施形態は、先進排出システム(Advanced Emission Systems)、例えば均一混合圧縮着火(Homogeneous Charge Compression Ignition(HCCI))における排出制御の方法であって、排出流と組成物または触媒物品とを適切な条件下で接触させることによって行う方法に関する。特定の実施形態は、本明細書に開示される組成物が添加剤として使用される流動接触分解(FCC)法に関する。特定の実施形態は、有機化合物を転化する方法であって、前記化合物と、触媒組成物または触媒物品とを適切な転化条件下で接触させることによって行う方法に関する。特定の実施形態は、組成物または触媒物品が使用される「固定発生源」法に関する。そのような固定発生源法は、「移動発生源」法とは区別されるものと理解される。例示的な固定発生源法には、制限されるものではないが、石炭火力発電所に取り付けられた該発電所からのNOx排出を扱う大規模なSCRユニットが含まれる。
また、本発明の実施形態は、窒素酸化物(NOx)を選択的に還元するための方法であって、窒素酸化物NOxを含み、特にまたアンモニウムおよび/尿素も含むガス流を、本明細書に開示される1つ以上の実施形態の組成物または触媒物品と、例えば成形された触媒物品の形で、特にウォッシュコートが適切な耐火性担体上に、更により具体的には「ハニカム」担体上に堆積された成形された触媒物品として接触させる方法に関する。
特に、本明細書に開示される触媒材料および物品は、窒素酸化物の選択的接触還元において有効であってよい。例えば、その際に、選択的接触還元用の触媒物品は、基材上に堆積されたウォッシュコートを含み、該ウォッシュコートは、銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブを含み、該第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、d6r単位を有し、かつ少なくとも第一のモレキュラーシーブは、0.5ミクロン~2ミクロンの範囲の平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を含み、該材料は、アンモニアまたは尿素の存在下で触媒活性材料として使用することができる。
本発明の実施形態による触媒物品を使用して還元される窒素酸化物は、任意の方法によって、例えば廃ガス流として回収することによって得ることができる。なかでも、アジピン酸、硝酸、ヒドロキシルアミン誘導体、カプロラクタム、グリオキサール、メチルグリオキサール、グリオキシル酸の製造のための方法において、または含窒素材料の燃焼のための方法において得られる廃ガス流を挙げることができる。
様々な還元剤をSCRに関して使用することができる。例えば、アンモニアは固定式発電所のために選択される還元剤である一方で、尿素は、移動式SCRシステムのために選択される還元剤である。一般的に、本明細書に開示される特定の実施形態においては、SCRシステムは、乗り物の排ガス処理システム中に組み込まれており、該システムは、一般的に、以下の主要構成要素:銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブを含み、該第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブが、d6r単位を有し、かつ該第一のモレキュラーシーブが、0.5ミクロン~2ミクロンの範囲の平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有する選択的接触還元触媒(第一のモレキュラーシーブと第二のモレキュラーシーブの両方が0.5ミクロン~2ミクロンの範囲の平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有する実施形態を含む)と、尿素貯蔵タンクと、尿素ポンプと、尿素計量供給システムと、尿素インジェクタ/ノズルと、それぞれの制御ユニットとを含んでよい。
本明細書で使用される場合に、用語「流れ」または「ガス流」とは、概して、固体または液体の粒状物を含有してよい流動ガスの任意の組合せ物を指す。特定の実施形態においては、ここで述べた流れは、少なくとも幾らかのパーセンテージの窒素酸化物(NOx)を含む。そのようなNOxの量およびそのようなガス流の含有量(残分)は、様々であってよい。用語「ガス流」または「排ガス流」とは、ガス状成分を含む流れ、例えば液体小滴、固体粒状物等のような連行された非ガス状成分を含有しうるリーンバーンエンジンの排気ガスを意味する。リーンバーンエンジンの排ガス流は、一般的に、燃焼産物、不完全燃焼の産物、窒素酸化物、燃焼性および/または炭素質の粒状物(すす)ならびに未反応の酸素および窒素を更に含む。
より具体的な実施形態は、化学量論的な燃焼のために必要とされるよりも過剰な空気での燃焼条件で、すなわちリーン条件下で作動する内燃機関、特にディーゼルエンジンの排気ガスからの窒素酸化物(NOx)の除去のための、組成物または触媒物品の使用に関する。
排ガス処理システム:
本発明のもう一つの態様は、排ガス処理システムに関する。1つ以上の実施形態においては、該排ガス処理システムは、アンモニア、尿素および/または炭化水素、具体的な実施形態ではアンモニウムおよび/または尿素のような還元剤を場合により含有する排ガス流、ならびに銅で促進された第一のモレキュラーシーブおよび鉄で促進された第二のモレキュラーシーブを含む選択的接触還元触媒を含み、ここで、前記第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、d6r単位を有し、かつ少なくとも第一のモレキュラーシーブは、0.5ミクロン~2ミクロンの範囲の平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を含む。該触媒は、幾つかの実施形態においては、排ガス流中のアンモニアの少なくとも一部を分解するにあたって有効であってよい。
1つ以上の実施形態においては、触媒材料は、基材、例えばスートフィルタ上に配置されてよい。触媒添加されたまたは触媒添加されていないスートフィルタは、触媒材料の上流または下流に存在してよい。1つ以上の実施形態においては、前記システムは、ディーゼル酸化触媒を更に含んでよい。具体的な実施形態においては、ディーゼル酸化触媒は、本明細書に記載される触媒材料の上流に配置される。その他の具体的な実施形態においては、ディーゼル酸化触媒および触媒添加されたスートフィルタは、本明細書に記載される触媒材料から上流側に配置される。
具体的な実施形態においては、排気ガスは、エンジンから排気ガスシステム中の下流の位置へと運ばれ、該排気ガスは、より具体的な実施形態においては、NOxを含んでおり、ここで還元剤が添加され、添加された還元剤と一緒に排気ガス流は触媒へと運ばれる。
例えば、触媒添加されたスートフィルタ、ディーゼル酸化触媒および還元剤は、Bullによる国際公開第2008/106519号パンフレット(WO2008/106519)(該文献は、参照により本明細書で援用される)に記載される。具体的な実施形態においては、スートフィルタは、通路が交互に封鎖されることで、ガス流が一方向(入口方向)から通路に入って、通路壁を通過して流れて、その通路からは他の方向(出口方向)から出て行くウォールフロー型フィルタ基材を含む。
アンモニア酸化(AMOX)触媒は、幾つかの実施形態においては、システムからあらゆるスリップアンモニアを除去するために、触媒材料の下流に設けられてよい。具体的な実施形態においては、AMOX触媒は、白金族金属、例えば白金、パラジウム、ロジウムまたはそれらの組合せを含んでよい。
そのようなAMOX触媒は、SCR触媒を含む排ガス処理システム中で有用である。Speronelloらによる本発明の譲渡人に譲渡された米国特許第5,516,497号(該文献の全内容は、参照により本明細書で援用される)で論じられるように、酸素、窒素酸化物およびアンモニアを含有するガス流は、第一の触媒と第二の触媒を順次通過してよく、ここで、第一の触媒は、窒素酸化物の還元を担い、かつ第二の触媒は、過剰のアンモニアの酸化またはその他の分解を担う。米国特許第5,516,497号に記載されるように、第一の触媒は、ゼオライトを含むSCR触媒であってよく、かつ第二の触媒は、ゼオライトを含むAMOX触媒であってよい。
1種以上のAMOXおよび/またはSCR触媒組成物は、フロースルー型フィルタまたはウォールフロー型フィルタ上に被覆されてよい。ウォールフロー型基材が利用されるのであれば、得られたシステムは、ガス状汚染物質と一緒に粒状物を除去することも可能となる。該ウォールフロー型フィルタ基材は、当該技術分野において通常知られる材料、例えばコーディエライト、チタン酸アルミニウムまたは炭化ケイ素から製造できる。触媒組成物のウォールフロー型基材上での負荷量は、基材特性、例えば多孔性および壁厚に依存し、一般的にフロースルー型基材上の負荷量よりも少ないことが理解されるであろう。
ここで、本発明を以下の実施例を参照して説明する。本発明の幾つかの例示的な実施形態を記載する前に、本発明は、以下の詳細な説明に示される構成またはプロセスステップの詳細に制限されるものでないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な様式で実施することができる。
実施例
実施例1 - 大結晶Cu-CHAの製造
CuCHA粉末触媒を、TMAOH(トリメチルアンモニウムヒドロキシド)およびTMAA(トリメチル-1-アダマンチルアンモニウムヒドロキシド)を含有する合成ゲルを使用したチャバザイトの結晶化、チャバザイト生成物の分離、乾燥および焼成による有機テンプレート(TMAOHおよびTMAA)の除去によって製造した。Ludox AS40をケイ素源として使用し、その一方でアルミニウムトリイソプロポキシドをアルミニウム源として使用した。2種類のテンプレートの添加の後に、得られたゲルのpHは、約14.2であった。合成ゲルを、オートクレーブに移して、200RPMの撹拌速度下で170℃で24時間にわたって水熱結晶化した。
水熱結晶化の後に、得られた懸濁液は、12.6のpHを有した。該懸濁液を、脱イオン水と混合し、それを磁器製吸引フィルタで直接的に濾過するか、または凝集剤を補助的に用いて濾過した。次いで湿った生成物を120℃の温度で空気中で4時間にわたって加熱した。次いで乾燥された生成物を空気中で600℃において5時間にわたって焼成することで、テンプレートを除去し、0.1質量%未満の炭素含有量を保証した。その際、焼成された生成物は、Cuでイオン交換して金属含有触媒を得るための準備ができていた。
焼成したCHAと銅イオンとの間のイオン交換反応は、約80℃で約1時間にわたってスラリーを撹拌することによって実施した。次いで、得られた混合物を濾過することで濾過ケークを得て、その濾過ケークを、濾液が澄明かつ無色になるまで3回に分けて脱イオン水で洗浄し、洗浄された試料を乾燥させた。
得られたCuCHA触媒は、CuOを、ICP分析によって測定して約3質量%~約3.5質量%の範囲で含んでいた。CuCHAスラリーを、40%の目標固形分となるように調製した。該スラリーを磨砕し、希酢酸中の酢酸ジルコニウムの結合剤(30%のZrO2を含有する)を、そのスラリー中に撹拌しながら添加した。
そのスラリーを、セル密度400cpsi(平方インチ当たりのセル数)および6.5milの壁厚を有する1インチの直径×3インチの長さのセル状セラミックコアに被覆した。その被覆されたコアを110℃で3時間にわたって乾燥させ、そして約400℃で1時間にわたって焼成した。その被覆過程を一回繰り返すことで、2g/in3~3g/in3の範囲の目標ウォッシュコート負荷量が得られた。
実施例2 - Fe-CHAの製造
FeCHA粉末触媒は、焼成されたCHA(従来のように製造、0.5ミクロン未満の結晶サイズを有する)を80℃でpH4で2時間にわたってイオン交換することによって製造した。次いでその混合物を脱イオン水で洗浄し、濾過し、そして真空/空気乾燥させた。45%の目標固形分となるようにFe-CHAのスラリーを調製し、そしてゼオライト固体に対して2.5%のZrOAc結合剤を添加した。そのスラリーを良く混合し、次いで7ミクロン~10ミクロンのD90%まで磨砕した。
実施例3 - 大結晶Fe-CHAの製造
FeCHA粉末触媒は、実施例1の方法に従って製造された焼成されたCHAを80℃でpH4で2時間にわたってイオン交換することによって製造した。次いでその混合物を脱イオン水で洗浄し、濾過し、そして真空/空気乾燥させた。45%の目標固形分となるようにFe-CHAのスラリーを調製し、そしてゼオライト固体に対して2.5%のZrOAc結合剤を添加した。そのスラリーを良く混合し、次いで7ミクロン~10ミクロンのD90%まで磨砕した。
実施例4 - FeCHAおよび大結晶CuCHAを含むウォッシュコートの製造
次いで実施例2のFe-CHAスラリーを実施例1のCu-CHAスラリーへとCu-CHA:Fe-CHAの質量比2:1で添加した。そのスラリーを良く混合し、そしてpHを15%の水酸化アンモニウム溶液を用いて4.5に調整した。次いで該混合物を基材上に、3g/in3のウォッシュコート負荷量で被覆した。ウォッシュコートを空気下で130℃で5分間にわたって乾燥させた。次いで第二のコートを適用した。それらのコートの間で焼成は行わなかった。最終被覆の後に、基材を450℃で1時間にわたって焼成した。図4のSEM像に図解されるように、大結晶Cu-Fe-CHA材料は、約1ミクロンの結晶サイズを有する立方体形状の結晶(焼成後)を有していた。
実施例5 - 大結晶FeCHAおよび大結晶CuCHAを含むウォッシュコートの製造
実施例3のFe-CHAスラリーを実施例1のCu-CHAスラリーへとCu-CHA:Fe-CHAの質量比2:1で添加した。そのスラリーを良く混合し、そしてpHを15%の水酸化アンモニウム溶液を用いて4.5に調整した。次いで該混合物を基材上に、3g/in3のウォッシュコート負荷量で被覆した。ウォッシュコートを空気下で130℃で5分間にわたって乾燥させた。次いで第二のコートを適用した。それらのコートの間で焼成は行わなかった。最終被覆の後に、基材を450℃で1時間にわたって焼成した。次いで実施例3のFe-CHAスラリーを実施例1のCu-CHAスラリーへとCu-CHA:Fe-CHAの質量比2:1で添加した。そのスラリーを良く混合し、そしてpHを15%の水酸化アンモニウム溶液を用いて4.5に調整した。次いで該混合物を基材上に、3g/in3のウォッシュコート負荷量で被覆した。ウォッシュコートを空気下で130℃で5分間にわたって乾燥させた。次いで第二のコートを適用した。それらのコートの間で焼成は行わなかった。最終被覆の後に、基材を450℃で1時間にわたって焼成した。大結晶Cu-Fe-CHA材料は、約1ミクロンの結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有していた。
比較例6 - 小結晶CuCHA
ウォッシュコートを、0.5ミクロン未満の結晶サイズを有するCu-CHA試料を用いて製造した。ウォッシュコートを、実施例5につき先に記載したコア試料上に作製した。
比較例7 - 小結晶Cu-Fe-CHA
混合型のウォッシュコートを、Cu-CHA試料とFe-CHA試料とを混合することによって製造した。そのCu-CHA試料およびFe-CH試料は、0.5ミクロン未満の結晶サイズを有することに留意される。
実施例8 - 試験
新しい触媒コアの窒素酸化物選択的接触還元(SCR)の効力および選択性を、500ppmのNO、500ppmのNH3、10%のO2、5%のH2O、残分N2の供給ガス混合物を、1インチの直径×3インチの長さの触媒コアを収容する定常状態反応器へと添加することによって測定した。該反応は、80000時間-1の空間速度で150℃~460℃の温度範囲にわたって実施した。
それらの試料を、10%のH2Oの存在下で750℃において5時間にわたって水熱エージングし、それに引き続き、窒素酸化物のSCR効力および選択性の測定を、新しい触媒コアでのSCR評価について先に説明したのと同じ方法によって行った。
図5は、試料の温度に対するNOx転化率を示す棒グラフであり、これは、大結晶Cu-CHA+Fe-CHAの混合物(実施例3)が最良の性能を示すことを裏付けている。
図6は、試料の温度に対する、N2O生成を示す棒グラフである。図6は、大結晶Cu-CHA+Fe-CHAの本発明による混合物(実施例3)が、小結晶Cu-CHAおよび小結晶Cu-Fe-CHAに対してより低いN2O生成を示すことを説明している。
本発明を本明細書において具体的な実施形態を参照して説明してきたが、これらの実施形態は、単に本発明の原理および適用を説明しているにすぎないと理解されるべきである。当業者には、本発明の主旨および範囲から逸脱しなければ、本発明の方法および装置に様々な変更および変化がなされてよいことは明らかであろう。従って、本発明は、付属の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内の変更および変化を含むことを意味する。
10 触媒物品、 12 基材、 14 流路、 18 第一のモレキュラーシーブ、 18a 第一の帯域、 20 第二のモレキュラーシーブ、 20a 第二の帯域、 30 ウォールフロー型フィルタ基材、 52 通路、 53 フィルタ基材の内壁、 54 入口端部、 56 出口端部、 58 入口プラグ、 60 出口プラグ、 62 ガス流、 64 通路入口、 66 出口側、 110 触媒物品、 112 基材、 113 基材、 114 流路、 118 第一のモレキュラーシーブ、 118a 第一の帯域、 120 第二のモレキュラーシーブ、 120a 第二の帯域、 122a 入口端部、 122b 入口端部、 124a 出口端部、 124b 出口端部

Claims (29)

  1. 基材を含む触媒物品であって、該基材上に銅で促進された第一のモレキュラーシーブと鉄で促進された第二のモレキュラーシーブの両方を含むように少なくとも1つのウォッシュコートを備え、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブが、d6r単位を有し、かつ第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブが、0.5ミクロン~2ミクロンの平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有し、前記銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比が、1:1~4:1であり、かつ、前記触媒物品についてのN2O生成は、10%のH2Oの存在下で750℃において5時間にわたって水熱エージングされた後で、225℃で7ppm以下であり、かつ550℃で4ppm以下であり、かつ、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブのそれぞれは、CHA構造型を有している、還元剤の存在下での窒素酸化物の還元を触媒するために有効な触媒物品。
  2. 請求項1に記載の触媒物品であって、CHA構造型を有する第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、アルミノケイ酸塩ゼオライト、ホウケイ酸塩、ガロケイ酸塩、SAPO、AlPO、MeAPSOおよびMeAPOから独立して選択される、触媒物品。
  3. 請求項1に記載の触媒物品であって、CHA構造型を有する第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、SSZ-13、SSZ-62、天然チャバザイト、ゼオライトK-G、Linde D、Linde R、LZ-218、LZ-235、LZ-236、ZK-14、SAPO-34、SAPO-44、SAPO-47およびZYT-6からなる群から独立して選択される、触媒物品。
  4. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比は、1:1~2:1である、触媒物品。
  5. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、該触媒物品は、還元剤の存在下での200℃~600℃の温度での窒素酸化物の選択的接触還元を触媒するために有効である、触媒物品。
  6. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブはそれぞれ、シリカ対アルミナの比の値10~50を有するCHA構造型を有する、触媒物品。
  7. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、銅は、ウォッシュコートの全質量に対して、0.1質量%~5質量%の量で存在する、触媒物品。
  8. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、鉄は、ウォッシュコートの全質量に対して、0.1質量%~10質量%の量で存在する、触媒物品。
  9. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、鉄は、ウォッシュコートの全質量に対して、0.1質量%~5質量%の量で存在する、触媒物品。
  10. 請求項9に記載の触媒物品であって、鉄は、ウォッシュコートの全質量に対して、1質量%~3質量%の量で存在する、触媒物品。
  11. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第一のモレキュラーシーブは、0.8ミクロン~1.2ミクロンの平均結晶サイズを有する、触媒物品。
  12. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第一のモレキュラーシーブは、1ミクロンの平均結晶サイズを有する、触媒物品。
  13. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第二のモレキュラーシーブは、0.8ミクロン~1.2ミクロンの平均結晶サイズを有する、触媒物品。
  14. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、0.8ミクロン~1.2ミクロンの平均結晶サイズを有する、触媒物品。
  15. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、1ミクロンの平均結晶サイズを有する、触媒物品。
  16. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、互いに側方に区分された配置もしくは層状の配置であるか、または互いの均一の混合物である、触媒物品。
  17. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、同じウォッシュコート中に含まれている、触媒物品。
  18. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、別個のウォッシュコート中に存在する、触媒物品。
  19. 請求項1に記載の触媒物品であって、基材はフィルタを含む、触媒物品。
  20. 請求項19に記載の触媒物品であって、フィルタはウォールフロー型フィルタである、触媒物品。
  21. 請求項19に記載の触媒物品であって、基材はフロースルー型基材である、触媒物品。
  22. 窒素酸化物(NOx)を選択的に還元するための方法において、NOxを含有するガス流を、触媒物品であって銅で促進された第一のモレキュラーシーブと鉄で促進された第二のモレキュラーシーブを含む少なくとも1つのウォッシュコートをその上に含み、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブがd6r単位を有し、かつ第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブが0.5ミクロン~2ミクロンの平均結晶サイズを有する立方体形状の結晶を有し、銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比が、1:1~4:1であり、10%のH2Oの存在下で750℃において5時間にわたって水熱エージングされた後で、N2O生成が、225℃で7ppm以下であり、かつ550℃で4ppm以下である触媒物品と接触させるステップを含み、かつ、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブのそれぞれは、CHA構造型を有している、方法。
  23. 請求項22に記載の方法であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、0.8ミクロン~1.2ミクロンの平均結晶サイズを有する、方法。
  24. 請求項22に記載の方法であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、1ミクロンの平均結晶サイズを有する、方法。
  25. 請求項22から24までのいずれか1項に記載の方法であって、銅で促進されたモレキュラーシーブの、鉄で促進されたモレキュラーシーブに対する質量比は、1:1~2:1である、方法。
  26. 請求項22から24までのいずれか1項に記載の方法であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、同じウォッシュコート中に含まれている、方法。
  27. 請求項22から24までのいずれか1項に記載の方法であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、別個のウォッシュコート中に存在する、方法。
  28. 請求項22から24までのいずれか1項に記載の方法であって、第一のモレキュラーシーブおよび第二のモレキュラーシーブは、互いに側方に区分された配置もしくは層状の配置であるか、または互いの均一の混合物である、方法。
  29. リーンバーンエンジンからのNOxを含有する排ガスを処理するためのシステムであって、請求項1から3までのいずれか1項に記載の触媒物品と、少なくとも1種のその他の排ガス処理構成要素とを含む、システム。
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Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10906032B2 (en) * 2015-08-21 2021-02-02 Basf Corporation Exhaust gas treatment catalysts
EP3494089A4 (en) * 2016-08-05 2020-09-16 BASF Corporation ARTICLES AND SYSTEMS FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION
CN106378179A (zh) * 2016-08-18 2017-02-08 上海歌地催化剂有限公司 宽温度窗口的组合分子筛scr催化剂
RU2746017C2 (ru) * 2016-09-30 2021-04-05 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Высококремнеземный цеолит aei
RU2730851C1 (ru) 2016-10-12 2020-08-26 Басф Корпорейшн Каталитические изделия
MX2019004771A (es) 2016-10-24 2019-08-05 Basf Corp Catalizador de reduccion catalitica selectiva (scr) integrado y trampa de nox (lnt) para la reduccion del nox.
MX2019009466A (es) 2017-02-08 2019-11-28 Basf Corp Articulos cataliticos.
EP3363540B1 (en) 2017-02-17 2019-07-24 Umicore Ag & Co. Kg Copper containing moz zeolite for selective nox reduction catalysis
EP3600655B1 (en) 2017-03-20 2024-01-24 BASF Corporation Method to identify a catalytic material stable toward hydrothermal aging
JP2020515765A (ja) 2017-04-04 2020-05-28 ビーエーエスエフ コーポレーション 触媒的汚染除去のための水素還元剤
CN110662890A (zh) 2017-04-04 2020-01-07 巴斯夫公司 用于NOx排放控制的氨生成系统
KR102470847B1 (ko) 2017-04-04 2022-11-25 바스프 코포레이션 차량 내장식 암모니아 및 수소 생성
BR112019020841A2 (pt) 2017-04-04 2020-04-28 Basf Corp artigo catalítico de filtro de fluxo de parede monolítico, veículos, sistemas de tratamento de gases de escape e métodos para tratar uma corrente de escape
EP3607180B1 (en) 2017-04-04 2023-02-15 BASF Corporation On-board vehicle hydrogen generation and use in exhaust streams
WO2018185665A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Basf Corporation Hydrogen-assisted integrated emission control system
KR20200006624A (ko) * 2017-06-09 2020-01-20 바스프 코포레이션 NOx 저감을 위한 제어된 다공성을 가진 촉매작용 워시코트
WO2019221292A1 (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 東京濾器株式会社 排気ガス浄化触媒
EP3840877A4 (en) 2018-08-22 2022-05-18 BASF Corporation ADVANCED NOX REDUCTION CATALYSTS
KR20210075195A (ko) 2018-11-02 2021-06-22 바스프 코포레이션 희박 연소 엔진용 배기가스 처리 시스템
WO2020236879A1 (en) 2019-05-22 2020-11-26 Basf Corporation Coordinated emission control system including diesel oxidation catalyst and low temperature nox adsorber
KR20220034779A (ko) 2019-07-12 2022-03-18 바스프 코포레이션 방사상으로 구역화된 코팅을 포함하는 촉매 기재
CN112723379B (zh) * 2019-10-14 2022-10-11 中国石油化工股份有限公司 一种ats型分子筛、其合成方法及其应用
EP4065273A1 (en) 2019-11-27 2022-10-05 Basf Corporation Thermal aging resilient oxidation catalyst for diesel emission control
US20230003150A1 (en) 2019-12-13 2023-01-05 Basf Corporation LEAN NOx TRAP PLUS LOW TEMPERATURE NOx ADSORBER SYSTEM FOR LOW TEMPERATURE NOx TRAPPING
WO2021119565A1 (en) 2019-12-13 2021-06-17 Basf Corporation Zeolite with cu and pd co-exchanged in a composite
WO2021126935A1 (en) 2019-12-19 2021-06-24 Basf Corporation Exhaust treatment system for ammonia-fueled vehicles
KR20220156085A (ko) 2020-03-30 2022-11-24 바스프 코포레이션 선택적 접촉 환원 촉매 및 선택적 접촉 환원 촉매의 제조 방법
EP3889405A1 (en) * 2020-03-31 2021-10-06 Johnson Matthey Catalysts (Germany) GmbH Extruded scr with multimodal pore size distribution
BR112022025568A2 (pt) 2020-06-25 2023-01-10 Basf Corp Processo para preparar um catalisador de redução catalítica seletiva
CN112028086B (zh) * 2020-08-25 2022-07-12 华中科技大学 一种纳米Cu-SSZ-13分子筛及其一步合成方法与应用
US20240033717A1 (en) 2020-12-09 2024-02-01 Basf Corporation Preparation of scr catalyst comprising cu and fe-exchanged zeolite, said catalyst, system comprising said catalyst and exhaust gas treatment using such
WO2022122799A1 (en) 2020-12-09 2022-06-16 Basf Corporation Preparation process of scr catalyst comprising cu and fe-exchanged zeolite, said catalyst, system comprising said catalyst and exhaust gas treatment using such
KR20230143152A (ko) 2021-02-02 2023-10-11 바스프 코포레이션 자동차 가솔린 적용으로부터의 암모니아 배출물을 감소시키기 위한 배기가스 처리 시스템
EP4065513A4 (en) 2021-02-09 2023-04-12 Basf Corporation ZEOLITE STRUCTURE SYNTHETIC USING MIXTURES OF ORGANIC STRUCTURE CONTROLLERS
EP4074415A1 (en) 2021-04-16 2022-10-19 Basf Corporation Novel nanoparticle alloys and catalytic compositions comprising the same for emission controls
EP4079399A1 (en) 2021-04-23 2022-10-26 Basf Corporation Platinum-containing three-way catalyst for close-coupled engine application
EP4282513A1 (en) 2022-05-23 2023-11-29 Basf Corporation Improved catalysts for selective nox reduction using hydrogen
WO2023244279A1 (en) 2022-06-17 2023-12-21 Basf Corporation Exhaust treatment system for ammonia-fueled vehicles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011521871A (ja) 2008-05-21 2011-07-28 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア CHA構造を有するCu含有ゼオライトの直接合成のための方法
JP2012211066A (ja) 2010-12-22 2012-11-01 Tosoh Corp チャバザイト型ゼオライト及びその製造方法、銅が担持されている低シリカゼオライト、及び、そのゼオライトを含む窒素酸化物還元除去触媒、並びに、その触媒を使用する窒素酸化物還元除去方法
US20130089494A1 (en) 2010-02-11 2013-04-11 Sud-Chemie Ip Gmbh & Co. Kg Copper-containing kfi-type zeolite and use in scr catalysis
WO2013114172A1 (en) 2012-01-31 2013-08-08 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyst blends
WO2014062944A1 (en) 2012-10-19 2014-04-24 Basf Corporation Mixed metal 8-ring small pore molecular sieve catalyst compositions, catalytic articles, systems and methods

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5024981A (en) * 1989-04-20 1991-06-18 Engelhard Corporation Staged metal-promoted zeolite catalysts and method for catalytic reduction of nitrogen oxides using the same
US6093378A (en) * 1997-05-07 2000-07-25 Engelhard Corporation Four-way diesel exhaust catalyst and method of use
WO2008118434A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Pq Corporation Novel microporous crystalline material comprising a molecular sieve or zeolite having an 8-ring pore opening structure and methods of making and using same
KR101965943B1 (ko) * 2007-04-26 2019-04-04 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니 전이 금속/제올라이트 scr 촉매
EP2419209A1 (en) * 2009-04-17 2012-02-22 Johnson Matthey Public Limited Company Small pore molecular sieve supported copper catalysts durable against lean/rich aging for the reduction of nitrogen oxides
KR20120086711A (ko) * 2009-10-14 2012-08-03 바스프 코포레이션 NOx의 선택적 환원을 위한 구리 함유 레빈 분자체
US8883119B2 (en) * 2009-11-24 2014-11-11 Basf Se Process for the preparation of zeolites having CHA structure
GB2475740B (en) * 2009-11-30 2017-06-07 Johnson Matthey Plc Catalysts for treating transient NOx emissions
JP5882238B2 (ja) * 2010-03-11 2016-03-09 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーJohnson Matthey Publiclimited Company NOxの選択触媒還元のための無秩序なモレキュラーシーブ担体
DE102013005749A1 (de) 2013-04-05 2014-10-09 Umicore Ag & Co. Kg CuCHA Material für die SCR-Katalyse

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011521871A (ja) 2008-05-21 2011-07-28 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア CHA構造を有するCu含有ゼオライトの直接合成のための方法
US20130089494A1 (en) 2010-02-11 2013-04-11 Sud-Chemie Ip Gmbh & Co. Kg Copper-containing kfi-type zeolite and use in scr catalysis
JP2012211066A (ja) 2010-12-22 2012-11-01 Tosoh Corp チャバザイト型ゼオライト及びその製造方法、銅が担持されている低シリカゼオライト、及び、そのゼオライトを含む窒素酸化物還元除去触媒、並びに、その触媒を使用する窒素酸化物還元除去方法
WO2013114172A1 (en) 2012-01-31 2013-08-08 Johnson Matthey Public Limited Company Catalyst blends
WO2014062944A1 (en) 2012-10-19 2014-04-24 Basf Corporation Mixed metal 8-ring small pore molecular sieve catalyst compositions, catalytic articles, systems and methods

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