JP2021525643A - 超低NOx制御のためのディーゼル酸化触媒 - Google Patents

超低NOx制御のためのディーゼル酸化触媒 Download PDF

Info

Publication number
JP2021525643A
JP2021525643A JP2020566999A JP2020566999A JP2021525643A JP 2021525643 A JP2021525643 A JP 2021525643A JP 2020566999 A JP2020566999 A JP 2020566999A JP 2020566999 A JP2020566999 A JP 2020566999A JP 2021525643 A JP2021525643 A JP 2021525643A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
zeolite
composition
layer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020566999A
Other languages
English (en)
Inventor
チョン リウ,チア
チョン リウ,チア
ヴィンセント ミウ,エヴァン
ヴィンセント ミウ,エヴァン
シュー,シヤオミン
ウェイ,シンイー
マウレル,シュテファン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Corp
Original Assignee
BASF Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Corp filed Critical BASF Corp
Publication of JP2021525643A publication Critical patent/JP2021525643A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/74Noble metals
    • B01J29/7415Zeolite Beta
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409Nitrogen oxides
    • B01D53/9413Processes characterised by a specific catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409Nitrogen oxides
    • B01D53/9413Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9422Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by NOx storage or reduction by cyclic switching between lean and rich exhaust gases (LNT, NSC, NSR)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/08Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • B01J29/10Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/12Noble metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/65Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively
    • B01J29/66Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the ferrierite type, e.g. types ZSM-21, ZSM-35 or ZSM-38, as exemplified by patent documents US4046859, US4016245 and US4046859, respectively containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/67Noble metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/74Noble metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/74Noble metals
    • B01J29/743CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/74Noble metals
    • B01J29/7476MWW-type, e.g. MCM-22, ERB-1, ITQ-1, PSH-3 or SSZ-25
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/80Mixtures of different zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19Catalysts containing parts with different compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64Pore diameter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0027Powdering
    • B01J37/0045Drying a slurry, e.g. spray drying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/038Precipitation; Co-precipitation to form slurries or suspensions, e.g. a washcoat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/10Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102Platinum group metals
    • B01D2255/1023Palladium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/50Zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/50Zeolites
    • B01D2255/502Beta zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/90Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902Multilayered catalyst
    • B01D2255/9022Two layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/90Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902Multilayered catalyst
    • B01D2255/9025Three layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/90Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/903Multi-zoned catalysts
    • B01D2255/9032Two zones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/90Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/904Multiple catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/90Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155Wall flow filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2255/00Catalysts
    • B01D2255/90Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92Dimensions
    • B01D2255/9202Linear dimensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/01Engine exhaust gases
    • B01D2258/012Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04Zeolitic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00Surface coverings
    • F01N2510/06Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F01N2510/068Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

本開示は、広い温度および空間速度範囲においてNOx吸着を示し、NOx脱着を所望の温度範囲にシフトさせる、低温NOx吸収剤(LT−NA)触媒組成物に関する。特に、LT−NA組成物は、パラジウム成分を含む大細孔ゼオライトと、パラジウム成分を含む小または中細孔ゼオライトとを含む。さらに、LT−NA触媒組成物を含む触媒物品、触媒物品を含む排気ガスを処理するための排気処理システム、および触媒物品を使用して排気ガス流中のNOxレベルを低減する方法が提供される。【選択図】図1A

Description

本発明は、内燃機関の排気ガス流を処理して窒素酸化物(NO)の排出を低減するのに適した触媒組成物、物品、システム、および方法に関する。
内燃機関の排気に関する環境規制は、世界中でますます厳しくなっている。ディーゼルエンジンなどの希薄燃焼エンジンの運転は、燃料希薄条件下での高い空燃比での運転により、ユーザーに優れた燃料経済性を提供する。しかしながら、ディーゼルエンジンはまた、粒子状物質(PM)、未燃炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、および窒素酸化物(NOx)を含有する排気ガスも放出し、NOとは、一酸化窒素および二酸化窒素を含む窒素酸化物の種々の化学種を表す。排気微粒子状物質の2つの主要な成分は、可溶性有機成分(SOF)およびスート成分である。SOFは、煤の上に層状に凝縮し、一般に未燃ディーゼル燃料および潤滑油に由来する。SOFは、排気ガスの温度に応じて、蒸気またはエアロゾル(すなわち、液体凝縮物の細かい液滴)としてディーゼル排気中に存在し得る。煤は、主に炭素の粒子で構成されている。
アルミナなどの高融点金属酸化物担体上に分散された、1つまたは複数の白金族金属(PGM)などの貴金属を含む酸化触媒は、炭化水素および一酸化炭素気体汚染物質を、これらの汚染物質の酸化に触媒作用を及ぼすことによって二酸化炭素および水に変換するために、ディーゼルエンジンの排気を処理する際に使用されることが知られている。このような触媒は、一般にディーゼル酸化触媒(DOC)と呼ばれるユニットに含まれており、このユニットは、ディーゼルエンジンからの排気流路に配置されており、排気が大気中へ放出される前にこの排気を処理する。一般に、ディーゼル酸化触媒は、セラミックまたは金属基材上に形成されており、この基材上には、1つまたは複数の触媒コーティング組成物が堆積せられている。気体のHCおよびCO排出および粒子状物質(SOF部分)の変換に加えて、1つ以上のPGMを含む酸化触媒は、NOからNOへの酸化を促進する。触媒は一般に、ライトオフ温度、すなわち50%変換が達成される温度(T50とも呼ばれる)によって定義される。
NOは、内燃エンジン(例えば、自動車およびトラック)、燃焼設備(例えば、天然ガス、石油、石炭によって加熱を行う発電所)、ならびに硝酸生成プラントなどからの排気ガスに含有される。NO含有ガス混合物を処理して、大気汚染を減少させるために、様々な処理方法が使用されてきた。
ガソリン直接噴射および部分希薄燃焼エンジンなどの希薄燃焼エンジンの排気からのNOを低減するための1つの効果的な方法は、希薄燃焼エンジンの運転条件下でのNOの捕捉および貯蔵、および化学量論的またはリッチエンジン運転条件下、またはリッチ条件を誘発するために外部燃料が排気に噴射されることを伴う希薄エンジン運転下で、捕捉されたNOを還元させることを必要とする。希薄運転サイクルは通常、1分〜20分の間であり、リッチ運転サイクルは通常、できるだけ多くの燃料を節約するために短い(1〜10秒)。NO変換効率を高めるために、長くても頻度の低い再生よりも、短く頻繁な再生が好ましい。したがって、希薄NO捕捉触媒は、一般に、NO捕捉機能および三元変換機能を提供しなければならない。
いくつかの希薄NO捕捉(LNT)システムは、アルカリ土類元素を含んでいる。例えば、NO吸着剤成分は、Mg、Ca、SrまたはBaの酸化物などのアルカリ土類金属酸化物を含む。他の希薄LNTシステムは、Ce、La、PrまたはNdの酸化物などの希土類金属酸化物を含むことができる。NO吸着剤は、触媒的NO酸化および還元のための、高融点金属酸化物(例えば、アルミナ)担体上に分散された白金成分などのPGM触媒と組み合わせて使用することができる。LNT触媒は、周期的な希薄(捕捉モード)と、リッチ(再生モード)排気条件との下で動作し、リッチ(再生モード)排気条件の間、エンジン排出NOがNに変換される。
希薄燃焼エンジンの排気からNOを還元するための別の有効な方法は、選択的触媒還元(SCR)触媒成分の存在下で、アンモニアまたは炭化水素のような適当な還元剤を用いて、希薄燃焼エンジン運転条件下でのNOの反応を必要とする。SCRプロセスは、大気中の酸素の存在下で還元剤(例えば、アンモニア)を用いた窒素酸化物の触媒還元を利用し、結果として主に窒素および蒸気の形成をもたらす。
4NO+4NH+O→4N+6HO(標準SCR反応)
2NO+4NH→3N+6HO(低速SCR反応)
NO+NO+NH→2N+3HO(高速SCR反応)
SCRプロセスで使用されている現在の触媒には、鉄または銅などの触媒金属とイオン交換された、ゼオライトなどの分子ふるいが含まれる。有用なSCR触媒成分は、600℃より低い温度においてNO排気成分の還元に有効に触媒作用を及ぼすことができ、これにより、一般的により低い排気温度に関連する低負荷の条件下でさえも、還元されるNOレベルを達成することができる。
自動車の排気ガス流の処理で遭遇する主な問題は、いわゆる「コールドスタート」期間であり、これは、排気ガス流および排気ガス処理システムが低温(すなわち、150℃未満)であるときの処理プロセスの開始時における期間である。これらの低温では、排気ガス処理システムは一般に、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NO)、および/または一酸化炭素(CO)の排出を効果的に処理するのに十分な触媒活性を示さない。一般に、SCR触媒成分などの触媒成分は、200℃より高い温度においてNOをNに変換する際に非常に有効であるが、コールドスタートまたは長期にわたる低速市街地運転などのより低い温度領域(<200℃)では十分な動作を示さない。そのため、このような低温のNO排出物を捕捉および貯蔵することでき、触媒成分(すなわち、SCR触媒成分)が有効になったときにNO排出物をより高い温度(>200℃)で放出することができる触媒成分が強く求められている。その結果、この問題を軽減するためにかなりの努力が払われてきた。例えば、これらの排気ガス排出物を低温で貯蔵し、その後、処理システムの残りの触媒成分が十分な触媒活性を達したときに、それらの排気ガス排出物(すなわち、HC、CO、およびNOガス)をより高い温度で放出することができる新たな捕捉システムが開発されてきた。
例えば、ゼオライトは、初期コールドスタート期間中に気体炭化水素汚染物質を吸着および保持するために、触媒処理システムの吸着剤材料としてしばしば使用される。排気ガスの温度が上昇すると、吸着された炭化水素は吸着剤材料から駆動され、より高い温度で接触酸化される。しかしながら、NO吸着剤技術は、NO(NOおよびNO)が希薄条件下で卑金属酸化物(BaO、MgO、CeOなど)に吸着され、その後、一時的なリッチ条件下で放出および還元されるLNTアプリケーションでの使用に限定されている。NOからNOへの変換は、効率的なNO捕捉の前提条件であるが、反応速度は、温度が200℃未満である場合には極めて遅く、これは、従来のLNT触媒を、コールドスタートNO排出物の捕捉に不適切にしている。
排出ガス規制がますます厳しくなっていることにより、コールドスタートNO排出物を捕捉するために、改善されたNO貯蔵成分を提供することが非常に望ましい。コールドスタートNO排気の>80%はNOから成るので、最新式NO吸着剤材料がNO吸着のための優れた効率を有することが不可欠である。
本開示は、一般に、低温条件下において向上したNO吸着を示す、触媒組成物、触媒物品、およびこのような触媒物品を含む触媒システムを提供する。特に、このような物品およびシステムは、低温においてNOを吸着し、捕捉されたNOを高温において放出するのに適したNO吸着剤を含む。この触媒組成物のNO吸着成分は、様々なエンジン運転条件下で望ましいNO吸着および脱着特性を提供する。
したがって、一態様では、大細孔ゼオライトでありかつ第1のパラジウム成分を含む第1のゼオライトと、小細孔または中細孔のゼオライトでありかつ第2のパラジウム成分を含む第2のゼオライトとを含む低温NO吸着剤(LT−NA)触媒組成物が提供される。
いくつかの実施形態において、第1のゼオライトおよび第2のゼオライトは、それぞれ、アルミノケイ酸塩ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトのシリカ対アルミナ比(SAR)は、約10〜約50である。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトのSARは、約10〜約50である。
いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは、AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、ATS、BEA、BEC、BOG、BPH、BSV、CAN、CON、CZP、DFO、EMT、EON、EZT、FAU、FZU、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、VETおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは、BEA、FAU、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、ACO、AEI、AEN、AFN、AFT、AFX、APC、APD、ATT、CDO、CHA、DDR、DFT、EAB、EDI、EPI、ERI、GIS、GOO、IHW、ITE、ITW、LEV、KFI、MER、MFI、MON、NSI、OWE、PAU、PHI、RHO、RTH、SAT、SAV、SIV、THO、TSC、UEI、UFI、VNI、YUG、ZONおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、CHA、LEV、AEI、AFX、ERI、SFW、KFI、DDR、ITE、およびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、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、WENおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、二次元細孔系を有する。
いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、FER、MEL、MFI、STT、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、FER、MWW、CHA、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトはBEAであり、第2のゼオライトはFERである。
いくつかの実施形態では、触媒組成物は、第3のパラジウム成分を含む第3のゼオライトをさらに含む。いくつかの実施形態では、第3のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第1のゼオライトおよび第3のゼオライトは異なる骨格構造タイプを有する。いくつかの実施形態では、第3のゼオライトは、小細孔または中細孔のゼオライトであり、第2のゼオライトおよび第3のゼオライトは、異なる骨格構造タイプを有する。
いくつかの実施形態において、第1のパラジウム成分および第2のパラジウム成分は、それぞれ第1のゼオライトおよび第2のゼオライトに基づいて、約0.5重量%〜約6重量%、または約1重量%〜約3重量%の量で存在する。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比は、約1:9〜約9:1である。いくつかの実施形態において、第1のゼオライト対第2のゼオライトの重量比は、約1:3〜約3:1であり、例えば、比は、約1:3、約1:2.5、約1:2、約1:1.5、約1:1、約3:1、約2.5:1、約2:1、約1.5:1または約1:1であってもよい。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比は、約0.1:9.9〜約9:1である。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比は、約0.1:9.9〜約0.5:9.5である。
別の態様では、内燃機関の排気流を処理するための触媒物品が提供され、この物品は、全長を画定する入口端部および出口端部を有する触媒基質と、第1のLT−NA触媒組成物とを含み、第1のLT−NA触媒組成物は、本明細書に開示されるLT−NA触媒組成物である。いくつかの実施形態では、第1のLT−NA触媒組成物は、第1のゼオライトおよび第2のゼオライトを含む混合物の形態である。いくつかの実施形態では、触媒物品は、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第1のゼオライトを含む第1のウォッシュコートと、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第2のゼオライトを含む第2のウォッシュコートとを含む。いくつかの実施形態では、第2のウォッシュコートは触媒基材の直接上にあり、第1のウォッシュコートは第2のウォッシュコートの少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、第1のウォッシュコートは触媒基材直接上にあり、第2のウォッシュコートは第1のウォッシュコートの少なくとも一部にある。いくつかの実施形態では、触媒物品は、第1のウォッシュコートが入口端部から全長の約10%〜約70%の長さまで触媒基材上に配置され、第2のウォッシュコートが出口端部から全長の約30%〜約90%の長さまでの触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する。
いくつかの実施形態では、触媒物品は、約15g/ft〜約100g/ft、または約60g/ft〜約90g/ftのPd充填量を含む。いくつかの実施形態では、触媒物品は、約1g/in〜約5g/inまたは約2g/in〜約4g/inの合計ゼオライト充填量を含む。いくつかの実施形態では、触媒物品は、約5〜約50または約10〜約35のシリカ対アルミナ比(SAR)を含む。いくつかの実施形態では、触媒基材は、ウォールフローフィルタまたはフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む。いくつかの実施形態では、触媒物品は、基材上に配置された第1のディーゼル酸化触媒(DOC)組成物をさらに含む。いくつかの実施形態では、第1のDOC組成物は、Pt成分および第4のPd成分を含み、ここで、Pt成分および第4のPd成分は、高融点金属酸化物担体材料上に支持されている。いくつかの実施形態では、高融点金属酸化物は、ガンマアルミナまたは約2%〜約10%のSiOがドープされたアルミナを含む。いくつかの実施形態では、第1のDOC組成物は、白金族金属(PGM)種を実質的に含まないベータゼオライトをさらに含む。
いくつかの実施形態では、第1のLT−NA触媒組成物および第1のDOC組成物は、均質な単層で触媒基材上に存在する。いくつかの実施形態では、第1のLT−NA触媒組成物は第1の層を含み、DOC組成物は第2の層を含む。いくつかの実施形態では、第1の層は、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置され、第2の層は、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置されている。いくつかの実施形態では、第1の層は触媒基材の直接上にあり、第2の層は第1の層の少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、第2の層は触媒基材の直接上にあり、第1の層は第2の層の少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、触媒物品は、第2の層が入口端から全長の約10%〜約70%の長さまで触媒基材上に配置され、第1の層が出口端から全長の約30%〜約90%の長さまで触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する。
いくつかの実施形態では、触媒物品は、第3の層をさらに含む。いくつかの実施形態では、第3の層は、第2のDOC組成物を含む。いくつかの実施形態では、第1の層は、第2の層と第3の層との間に配置されている。いくつかの実施形態では、第2のDOC組成物は、第1のDOC組成物と同一である。
いくつかの実施形態では、第3の層は、第2のLT−NA触媒組成物を含む。いくつかの実施形態では、第2の層は、第1の層と第3の層との間に配置されている。いくつかの実施形態では、第2のLT−NA触媒組成物は、第1のLT−NA触媒組成物と同一である。
いくつかの実施形態では、基材上に直接第1のDOC組成物、第1のDOC組成物上に第1のLT−NA触媒組成物、および第1のLT−NA組成物上に第2のDOC組成物を有する触媒物品が提供される。いくつかの実施形態では、基材上に直接第2のDOC組成物、第2のDOC組成物上に第1のLT−NA触媒組成物、および第1のLT−NA組成物上に第1のDOC組成物を有する触媒物品が提供される。
いくつかの実施形態では、基材上に直接第1のLT−NA触媒組成物、第1のLT−NA触媒組成物上に第1のDOC触媒組成物、および第1のDOC組成物上に第2のLT−NA触媒組成物を有する触媒物品が提供される。いくつかの実施形態では、基材上に直接第2のLT−NA触媒組成物、第2のLT−NA触媒組成物上に第1のDOC組成物、および第1のDOC組成物上に第1のLT−NA触媒組成物を有する触媒物品が提供される。
さらに別の態様では、本明細書に開示される触媒物品を含む排気ガス処理システムが提供され、触媒物品は、内燃機関の下流にあり、内燃機関と流体連通している。
さらに別の態様では、内燃機関からの排気ガス流中のNOレベルを低減するための方法が提供され、この方法は、排気流を、本明細書に開示される触媒組成物、触媒物品、または排気ガス処理システムのいずれかに通すことを含む。
本開示は、以下の実施形態を含むが、これらに限定されない。
実施形態1:大細孔ゼオライトでありかつ第1のパラジウム成分を含む第1のゼオライトと、小細孔または中細孔のゼオライトでありかつ第2のパラジウム成分を含む第2のゼオライトとを含む、低温NO吸着剤(LT−NA)触媒組成物。
実施形態2:第1のゼオライトおよび第2のゼオライトがそれぞれアルミノケイ酸塩ゼオライトである、前記実施形態のLT−NA触媒組成物。
実施形態3:第1のゼオライトのシリカ対アルミナ比(SAR)が約10〜約50である、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態4:第2のゼオライトのSARが約10〜約50である、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態5:第1のゼオライトは、AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、ATS、BEA、BEC、BOG、BPH、BSV、CAN、CON、CZP、DFO、EMT、EON、EZT、FAU、FZU、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、VETおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態6:第1のゼオライトが、BEA、FAU、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されている、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態7:第2のゼオライトは、ACO、AEI、AEN、AFN、AFT、AFX、APC、APD、ATT、CDO、CHA、DDR、DFT、EAB、EDI、EPI、ERI、GIS、GOO、IHW、ITE、ITW、LEV、KFI、MER、MFI、MON、NSI、OWE、PAU、PHI、RHO、RTH、SAT、SAV、SIV、THO、TSC、UEI、UFI、VNI、YUG、ZONおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである、前記または後続の実施形態のいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態8:第2のゼオライトが、CHA、LEV、AEI、AFX、ERI、SFW、KFI、DDR、ITEおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態9:第2のゼオライトは、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、WENおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである、前記実施形態のいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態10:第2のゼオライトが二次元細孔系を有する、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態11:第2のゼオライトが二次元細孔系を有し、FER、CSV、DAC、HEU、MFS、MWW、NES、RRO、SFG、STI、STTおよびTERから選択される骨格構造タイプを有する、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態12:第2のゼオライトが、FER、MEL、MFI、STT、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態13:第2のゼオライトが、FER、MWW、CHA、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態14:第1のゼオライトがBEAであり、第2のゼオライトがFERである、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態15:第3のパラジウム成分を含む第3のゼオライトをさらに含む、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態16:第3のゼオライトが大細孔ゼオライトであり、第1のゼオライトおよび第3のゼオライトが異なる骨格構造タイプを有する、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態17:第3のゼオライトが小細孔または中細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトおよび第3のゼオライトが異なる骨格構造タイプを有する、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態18:第1のパラジウム成分および第2のパラジウム成分が、それぞれ第1のゼオライトおよび第2のゼオライトに基づき、約0.5重量%〜約64重量%、または約1重量%〜約2重量%の量で存在する、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態19:第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比が約0.1:9.9〜約9:1である、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態20:第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比が約0.1:9.9〜約0.5:9.5である、前記実施形態のうちのいずれかのLT−NA触媒組成物。
実施形態21:全長を画定する入口端部および出口端部を有する触媒基材、およびその上に配置された前記または後続の実施形態のいずれかのLT−NA触媒組成物を含む、内燃機関の排気流を処理するための触媒物品。
実施形態22:LT−NA触媒組成物が、第1のゼオライトおよび第2のゼオライトを含む混合物の形態である、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態23:触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第1のゼオライトを含む第1のウォッシュコートと、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第2のゼオライトを含む第2のウォッシュコートとを含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態24:第2のウォッシュコートが触媒基材の直接上にあり、第1のウォッシュコートが第2のウォッシュコートの少なくとも一部上にある、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態25:第1のウォッシュコートが触媒基材の直接上にあり、第2のウォッシュコートが第1のウォッシュコートの少なくとも一部上にある、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態26:第1のウォッシュコートが入口端部から全長の約10%〜約70%の長さまで触媒基材上に配置され、第2のウォッシュコートが出口端部から全長の約30〜約90%の長さまで触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態27:触媒物品が、約15g/ft〜約200g/ftまたは約60g/ft〜約120g/ft3のPd充填量を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態28:触媒物品が、約1g/in〜約5g/inまたは約2g/in〜約4g/inの合計ゼオライト充填量を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態29:触媒物品が、約5〜約50または約10〜約35のSARを含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態30:触媒基材が、ウォールフローフィルタまたはフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態31:基材上に配置されたディーゼル酸化触媒(DOC)組成物をさらに含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態32:DOC組成物がPt成分および第4のPd成分を含み、Pt成分および第4のPd成分が高融点金属酸化物担体材料に支持されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態33:高融点金属酸化物が、ガンマアルミナまたは約2%〜約10%のSiOがドープされたアルミナを含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態34:DOC組成物が、白金族金属(PGM)種を実質的に含まないベータゼオライトをさらに含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態35:LT−NA触媒組成物およびDOC組成物が、均質な単層で触媒基材上に存在する、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態36:LT−NA触媒組成物が第1の層を含み、DOC組成物が第2の層を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態37:第1の層が触媒基材の長さの少なくとも一部に配置され、第2のゼオライトが触媒基材の長さの少なくとも一部に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態38:第1の層が触媒基材の直接上にあり、第2の層が第1の層の少なくとも一部上にある、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態39:第2の層が触媒基材の直接上にあり、第1の層が第2の層の少なくとも一部上にある、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態40:触媒物品が、第2の層が入口端部から全長の約10%〜約70%の長さまで触媒基材上に配置され、第1の層が出口端部から全長の約30〜約90%の長さまで触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態41:第3の層をさらに含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態42:第3の層が第2のDOC組成物を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態43:第1の層が第2の層と第3の層との間に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態44:第2のDOC組成物が第1のDOC組成物と同一である、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態45:第3の層が第2のLT−NA組成物を含む、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態46:第2の層が第1の層と第3の層との間に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態47:第2のLT−NA組成物が第1のLT−NA組成物と同一である、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態48:DOC組成物が第3の層をさらに含み、第1の層が第2の層と第3の層との間に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態49:LT−NA組成物が第3の層をさらに含み、第2の層が第1の層と第3の層との間に配置されている、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品。
実施形態50:触媒物品が内燃機関の下流にあり、内燃機関と流体連通している、前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品を含む排気ガス処理システム。
実施形態51:内燃機関からの排気ガス流中のNOレベルを低減するための方法であって、排気ガス流を前記実施形態のうちのいずれかの触媒物品と接触させることを含む方法。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下に簡潔に説明される添付の図面とともに以下の詳細な説明を閲読することで明らかになるだろう。本発明は、上記の実施形態の2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の任意の組み合わせ、および本開示に記載の任意の2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の特徴または要素の組み合わせを、そのような特徴または要素が、本明細書の特定の実施形態の説明で明示的に組み合わされているか否かに関わらず含む。本開示では、文脈が明らかに他のことを示さない限り、開示される発明の分けることが可能な特徴または要素が、その様々な態様および実施形態のいずれかにおいて、組み合わせ可能であると考えられるべきであると、全体として読み取られることが意図される。本発明の他の態様および利点は、以下で明らかになるだろう。
本発明の実施形態の理解を提供するために、添付図面が参照され、添付図面では、参照符号は、発明の典型的な実施形態の構成要素を示している。図面は、単なる例であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本明細書に記載の開示は、添付の図において、限定としてではなく、例として示されている。図を簡潔かつ明確にするために、図に示されている特徴は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。例えば、一部の特徴の寸法は、わかりやすくするために他の特徴に対して誇張されている場合がある。さらに、適切であると考えられる場合、対応するまたは類似の要素を示すために、複数の図面で参照符号が繰り返し用いられる。
本開示による触媒(すなわち、低温NO吸着剤(LT−NA))ウォッシュコートを含んでもよい、ハニカムタイプ基材の斜視図である。 図1Aに対して拡大された、図1Aの基材の端面に対して平行な平面に沿って見た部分断面図であり、基材がフロースルー基材である実施形態における、図1に示された複数のガス流の拡大図を示している。 図1Aにおけるハニカムタイプ基材がウォールフローフィルタに相当する、図1Aに対して拡大された断面の切断図である。 本開示のゾーン化されたLT−NA触媒物品の一実施形態の断面図である。 本開示の層状LT−NA触媒物品の実施形態の断面図である。 本開示の層状LT−NA触媒物品の別の実施形態の断面図である。 本開示の均質層LT−NA触媒物品の断面図である。 本開示の2層LT−NA触媒物品の2つの可能な構成の断面図である。 本開示のゾーン化されたLT−NA触媒物品の断面図である。 本開示の均質層LT−NA/DOC触媒物品の断面図である。 本開示の2層LT−NA/DOC触媒物品の可能な構成の断面図である。 本開示の2層LT−NA/DOC触媒物品の可能な構成の断面図である。 本開示のゾーン化されたLT−NA/DOC触媒物品の断面図である。 2つのDOC層を含む本開示の3層LT−NA/DOC触媒物品の可能な構成の断面図である。 2つのLT−NA層を含む本開示の3層LT−NA/DOC触媒物品の可能な構成の断面図である。 本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA触媒物品は、ディーゼル酸化触媒(DOC)の下流でかつ触媒スートフィルタ(CSF)および選択的触媒還元(SCR)触媒成分の上流に配置されている。 LT−NA触媒物品がDOC、CSF、およびSCR触媒の上流に位置する、本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図である。 本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA触媒物品は、DOCの下流でかつSCR触媒構成要素およびCSFの上流に位置する。 本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA触媒物品は、DOC、SCR触媒構成要素およびCSFの上流に位置する。 DOC(LT−NA/DOC)と組み合わされた本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA/DOCは、CSFおよびSCR触媒構成要素の上流に位置する。 DOC(LT−NA/DOC)と組み合わされた本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA/DOCは、CSFおよびSCR触媒構成要素の上流に位置する。 DOC(LT−NA/DOC)と組み合わされた本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA/DOCは、組み合わされたSCR触媒構成要素−触媒スートフィルタ(SCRoF)の上流に位置する。 触媒スートフィルタ(LT−NA/CSF)と組み合わされた本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA/CSFは、DOCの上流でかつSCR触媒構成要素の下流に位置する。 SCR触媒構成要素(LT−NA/SCR)と組み合わされた本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA/SCRは、CSFおよびDOCの上流に位置する。 ジョイントSCR触媒構成要素−触媒スートフィルタ(LT−NA/SCRoF)と組み合わされた本開示のLT−NA触媒物品を含む排気処理システムの一実施形態の概略図であり、LT−NA/SCROFは、DOCの上流に位置する。 本開示のいくつかの触媒組成物についての、様々な時間および温度におけるNO濃度を示す折れ線グラフである。 本開示の様々な触媒組成物サンプルについての、時間に関する入口および出口の累積NOの差(すなわち、デルタNO)を示す折れ線グラフである。 様々な触媒組成物サンプルについての、時間に関する触媒出口NO濃度を示す折れ線グラフである。 様々な触媒組成物サンプルについての、時間に関する触媒出口NO濃度を示す折れ線グラフである。 LT−NAのみの触媒組成物およびLT−NA/DOC触媒組成物についての3つのFTPサイクルにわたるコールドスタートNO吸着効率のグラフ比較である。 LT−NA触媒組成物およびLT−NA/DOC触媒組成物についてのコールドスタートNO吸着効率のグラフ比較である。
本開示は、一般に、NOxの吸着およびその後の熱放出に適した、触媒、触媒物品、およびこのような触媒物品を含む触媒システムを提供する。特に、このような物品およびシステムは、低温でNOを吸着し(LT−NA)、捕捉されたNOをより高い温度で熱的に放出するのに適したNO吸着剤を含む。これは、例えば、LT−NA触媒物品が、選択的触媒還元(SCR)触媒構成部材の上流に配置されるときに特に重要である。選択的触媒還元(SCR)触媒構成部材は、200℃より高い温度においてNOをNに変換する際に非常に有効であるが、コールドスタート中および尿素を排気中に噴射することができる前などのより低温の領域(<200℃)においては十分な動作を示さない。
これより、以下で本発明をより十分に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。
定義
本明細書における冠詞「1つの(a)」および「1つの(an)」は、文法的目的語の1つまたは2つ以上(例えば、少なくとも1つ)を指す。本明細書に引用される範囲はすべて、包括的である。全体を通して使用される「約」という用語は、小さな変動を表現し、説明するために使用される。例えば、「約」は、その数値が±5%、±4%、±3%、±2%、±1%、±0.5%、±0.4%、±0.3%、±0.2%、±0.1%、または±0.05%だけ変更され得ることを意味する。全ての数値は、明示的に示されているかどうかに関係なく、「約」という用語で修飾されている。「約」という用語によって変更された数値には、特定の識別された値が含まれる。例えば、「約5.0」は、5.0を含む。
「軽減」という用語は、何らかの手段により引き起こされる量の減少を意味する。
「関連する」という用語は、例えば、「装備されている」、「接続されている」、または「通信している」、例えば、「電気的に接続されている」または「流体連通している」、またはある機能を実行するようにその他の方法で接続されていることを意味する。「関連する」という用語は、例えば、直接的に関連するまたは1つまたは複数の他の物品または要素を介して、間接的に関連することを意味することがある。
平均粒径はD50と同義であり、つまり、粒子の個数の半分がこれより大きなサイズを有し、半分がこれより小さなサイズを有することを意味する。粒子サイズは一次粒子を指す。粒径は、ASTM法D4464による、分散またはドライパウダーを用いた、レーザー光散乱技術によって測定されてもよい。D90の粒径分布は、サブミクロンサイズの粒子については走査型電子顕微鏡(SEM)または透過型電子顕微鏡(TEM)によって測定され、担体含有粒子(ミクロンサイズ)については粒径分析器によって測定されたときに、粒子の90%(数による)が、特定のサイズより小さいフェレー径を有することを示す。
「触媒」という用語は、化学反応を促進する材料を指す。触媒には、「触媒的に活性な種」と、活性種を担持または支持する「担体」が含まれる。例えば、ゼオライトは、パラジウム活性触媒種の担体である。同様に、高融点金属酸化物粒子は、白金族金属触媒種の担体であってもよい。触媒活性種は、化学反応を促進するため、「促進剤」とも呼ばれる。例えば、現在のパラジウム含有ゼオライトは、Pd促進ゼオライトと呼ばれてもよい。「促進ゼオライト」とは、触媒活性種が意図的に添加されたゼオライトを指す。
本発明における「触媒物品」という用語は、触媒コーティング組成物を有する基材を含む物品を指す。
本明細書において使用される「結晶サイズ」は、結晶が針状でないという条件で、結晶の面の1つのエッジの長さ、好ましくは最も長いエッジを意味する。結晶サイズの直接測定は、SEMやTEMなどの顕微鏡法を使用して行うことができる。例えば、SEMによる測定では、材料の形態を高倍率(通常は1000倍〜10,000倍)で検査する。SEM法は、ゼオライト粉末の代表的な部分を適切なマウント上に分配することによって行うことができ、これにより、個々の粒子は、1000倍〜10000倍の倍率で視野全体に適度に均一に広がる。この個体数から、ランダムな個々の結晶の統計的に有意なサンプル(例えば、50〜200個)が調べられ、直線的なエッジの水平線に対して平行な、個々の結晶の最長寸法が、測定および記録される。明らかに大きな多結晶凝集体である粒子は、測定に含まれない。これらの測定値に基づいて、サンプルの結晶サイズの算術平均が計算される。
「CSF」は、ウォールフローモノリスである触媒スートフィルタを指す。ウォールフローフィルタは、交互に位置した入口チャネルと出口チャネルとからなり、入口チャネルは出口端部に差し込まれており、出口チャネルは入口端部に差し込まれている。入口チャネルに入る、スートを運搬する排気ガス流は、出口チャネルから出る前に、フィルタ壁を通過させられる。すすのろ過および再生に加えて、ACSFは、酸化触媒を担持してもよく、これにより、COおよびHCをCOおよびHOに酸化させ、または、NOをNOに酸化させ、これにより、下流のSCR触媒を加速させるまたはより低い温度におけるスート粒子の酸化を促進する。SCR触媒組成物は、SCRoFと呼ばれるウォールフローフィルタに直接コーティングすることもできる。
本明細書において使用される場合、「触媒システム」という句は、2つ以上の触媒の組み合わせ、例えば、第1の低温NO吸着剤(LT−NA)触媒と、ディーゼル酸化触媒(DOC)、LNTまたはSCR触媒物品であってもよい第2の触媒との組み合わせを指す。これに代えて、触媒システムは、2つの触媒が混合されている、または別々の層でコーティングされているウォッシュコートの形態であってもよい。
説明および特許請求の範囲において使用される「構成された」という用語は、「含む」または「含有する」という用語と同様に、制限のない用語であることを意図している。「構成された」という用語は、他の可能な物品または要素を除外することを意味するものではない。「構成された」という用語は、「適応させられた」と同等の場合がある。
「DOC」は、ディーゼルエンジンの排気ガス中の炭化水素および一酸化炭素を変換するディーゼル酸化触媒を指す。一般に、DOCは、パラジウムおよび/または白金などの1つまたは複数の白金族金属、アルミナなどの担体材料、HC貯蔵のためのゼオライト、および選択的に、促進剤および/または安定剤を含む。
一般に、「有効」という用語は、重量またはモルにおける規定された触媒活性または貯蔵/放出活性に関して、例えば約35%〜100%有効である、例えば、約40%、約45%、約50%または約55%〜約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%または約95%有効であることを意味する。
「排気流」または「排気ガス流」という用語は、固体または液体の粒子状物質を含んでもよい流動ガスのあらゆる組合せを指す。流れは、気体成分を含み、例えば、液滴、固体粒子などの非ガス性成分を含んでもよい希薄燃焼エンジンの排気である。燃焼機関の排気ガス流は、一般的に、燃焼生成物(COおよびHO)、不完全燃焼生成物(一酸化炭素(CO)および炭化水素(HC))、窒素酸化物(NO)、可燃性および/または炭素質微粒子状物質(すす)、ならびに未反応の酸素および窒素を含む。本明細書で使用されているように、「上流」および「下流」という用語は、エンジンからテールパイプに向かうエンジン排気ガス流の流れに応じた相対的な方向を指し、エンジンは上流位置にあり、テールパイプおよびあらゆる汚染物軽減物品、例えばフィルタおよび触媒は、エンジンの下流にある。基材の入口端部は、「上流」端部または「前」端部と同義である。出口端部は、「下流」端部または「後」端部と同義である。上流ゾーンは、下流ゾーンの上流にある。上流ゾーンはエンジンまたはマニホールドの近くにあってもよく、下流ゾーンはエンジンまたはマニホールドからさらに離れていてもよい。
「流体連通」という用語は、同じ排気ラインに位置決めされた物品を指すために使用され、すなわち、共通の排気流が、互いに流体連通した物品を通過する。流体連通した物品は、排気ラインにおいて互いに隣接していてもよい。これに代えて、流体連通した物品は、「ウォッシュコートモノリス」とも呼ばれる1つまたは複数の物品によって分離されていてもよい。
本発明における「機能性物品」という用語は、機能性コーティング組成物、特に触媒および/または吸着剤コーティング組成物がその上に配置された基材を含む物品を意味する。
本明細書で使用されているように、「含浸させられた」または「含浸」とは、担体材料の多孔質構造に触媒材料が浸透することを指す。
「LNT」は、白金族金属、セリア、および希薄条件中にNOを吸着するのに適したアルカリ土類捕捉材料(例えば、BaOまたはMgO)を含む触媒である希薄NO捕捉を指す。リッチ条件下では、NOが放出され、窒素に還元される。
本明細書で使用される場合、ゼオライトおよび他のゼオライト骨格構造材料(例えば、同形置換された材料)などの「分子ふるい」という用語は、粒子の形態で触媒PGMを支持してもよい材料を指す。分子ふるいは、一般に四面体タイプサイトを含みかつ実質的に均一な細孔分布を有し、平均細孔サイズが20オングストローム(Å)以下である、酸素イオンの広範な三次元ネットワークに基づく材料である。
コーティング層に関連する「上」および「上側」という用語は、同義語として使用することができる。「直接上」という用語は、直接接触していることを意味する。開示された物品は、ある実施形態において、第2のコーティング層の「上」に1つのコーティング層を含むと呼ばれるが、このような言葉遣いは、コーティング層間の直接接触が必要とされない、介在層を有する実施形態を包含することが意図されている(すなわち、「上」は「直接上」とは同等ではない)。
「白金族金属成分」または「PGM成分」は、白金族金属またはそれらの酸化物の1つを指す。
本明細書で使用される場合、「促進される」という用語は、分子ふるい中の固有の不純物とは対照的に、一般的にイオン交換によって分子ふるい材料に意図的に添加される成分を指す。
本明細書で使用されているように、「選択的触媒還元」(SCR)という用語は、窒素性還元剤を使用して、窒素酸化物を二窒素(N)に還元する触媒プロセスを指す。
本明細書で使用される場合、「窒素酸化物」または「NO」という用語は、NO、NOまたはNOなどの窒素酸化物を指す。
「吸着剤」という用語は、所望の物質、本発明では、NOおよび/またはCOおよび/またはHCおよび/またはNHを吸着および/または吸収する材料を指す。吸着剤は、有利には、所定の温度で物質を吸着および/または吸収(貯蔵)しかつより高い温度で物質を脱着(放出)してもよい。
「実質的にない」とは、「ほとんどまたは全くない」または「意図的に添加されていない」ことを意味し、微量および/または不注意な量しか含まないことも意味する。例えば、ある実施形態において、「実質的にない」とは、示された組成物全体の重量に基づき、2重量%未満、1.5重量%未満、1.0重量%未満、0.5重量%未満、0.25重量%または0.01重量%未満を意味する。
本明細書で使用される場合、「基材」という用語は、触媒材料、すなわち触媒コーティングが、典型的にはウォッシュコートの形態でその上に配置されているモノリシック材料を指す。1つまたは複数の実施形態では、基材は、フロースルーモノリスおよびモノリシックウォールフローフィルタである。フロースルーおよびウォールフロー基材はまた、例えば、参照により本明細書に組み込まれる国際特許出願第WO2016/070090に開示されている。ウォッシュコートは、液体中に特定の固形物含有量(例えば30重量%〜90重量%)の触媒を含有するスラリーを調製し、それから、これを基材にコーティングし、乾燥させてウォッシュコート層を提供することによって形成される。「モノリシック基材」への言及は、入口から出口まで均質でかつ連続的な単一構造を意味する。ウォッシュコートは、液体ビヒクル中にある特定の固体含量(例えば20%〜90重量%)の粒子を含有するスラリーを調製し、次いでこれを基材上にコーティングし、乾燥させてウォッシュコート層を提供することによって形成される。
本明細書で使用されているように、「担体」という用語は、触媒貴金属が施与される任意の高表面積材料、通常は金属酸化物材料を指す。
本明細書で使用されているように、「ウォッシュコート」という用語は、処理されるガス流の通過を可能にするのに十分に多孔性のある基材材料、例えばハニカムタイプ基材に塗布される触媒または他の材料の薄い接着性コーティングの技術分野におけるその通常の意味を有する。本発明の金属促進モレキュラーシーブを含有するウォッシュコートは、任意に、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア、またはそれらの組み合わせから選択されるバインダーを含み得る。バインダーの充填量は、ウォッシュコートの重量に基づいて、約0.1〜10重量%である。本明細書において使用され、Heck、RonaldおよびFarrauto、Robert、Catalytic Air Pollution Control、New York:Wiley−Interscience、2002、pp.18−19に記載されているように、ウォッシュコート層は、モノリシック基材または下側のウォッシュコート層の表面に配置された材料の、組成的に区別される層を含む。基材は、1つまたは複数のウォッシュコート層を含むことができ、各ウォッシュコート層は、何らかの態様が異なることができ(例えば、粒径または結晶子相などの、ウォッシュコートの物理的特性が異なってもよい)および/または化学的触媒機能が異なってもよい。
別段の定めがないかぎり、「重量パーセント(wt%)」は、いかなる揮発性物質も含まない組成物全体、つまり乾燥固形分に基づく。特に明記しない限り、全ての部およびパーセントは、重量による。
本明細書において使用されているように、「ゼオライト」という用語は、ケイ素およびアルミニウム原子をさらに含む、分子ふるいの特定の例を指す。一般に、分子ふるいは、角を共有するTO四面体で構成される開口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、ここで、Tは、AlもしくはSi、または選択的にPである。アニオン性骨格構造の電荷のバランスをとるカチオンは、骨格構造酸素と緩く関連しており、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。
アルミノケイ酸塩ゼオライト構造は、骨格構造において同形に置換されたリンまたは他の金属を含まない。すなわち、「アルミノケイ酸塩ゼオライト」は、SAPO、AlPOおよびMeA1PO材料などのアルミノリン酸塩材料を除外し、一方、より広い用語「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。この開示の目的では、SAPO、A1POおよびMeA1PO材料は、非ゼオライト分子ふるいとして考えられる。
このゼオライトは、独立して、共通の酸素原子によって連結されて三次元ネットワークを形成するSiO/AlO四面体を含んでもよい。このゼオライトのシリカ対アルミナ(「SAR」)のモル比は、広範囲にわたって変化することができ、一般に2以上である。例えば、このゼオライトは、約5〜約1000のSARを有してもよい。
ゼオライトは、主に、SiO/AlO四面体の頑強な網目構造によって形成される空隙の形状に従って区別することができる。空隙への入口は、入口開口部を形成する原子について、6個、8個、10個、または12個の環原子から形成される。
ゼオライトは、二次構造単位(SBU)および複合構造単位(CBU)からなり、多くの異なる骨格構造で生じる。二次構造単位は、16個までの四面体原子を含有し、キラルではない。複合構造単位は、アキラルである必要はなく、骨格全体の構築に必ずしも使用可能であるわけではない。例えば、ゼオライトの群は、それらの骨格構造内に一重四環(s4r)複合構造単位を有する。四環において、「四」は、四面体のケイ素およびアルミニウム原子の位置を示し、酸素原子は、四面体原子の間に位置している。他の複合構造単位は、例えば、一重六環(s6r)単位、二重四環(d4r)単位、および二重六環(d6r)単位を含む。d4r単位は、2個のs4r単位を結合することによってもたらされる。d6r単位は、2個のs6r単位を結合することによってもたらされる。d6r単位には、12個の四面体原子がある。
一般的に、ゼオライトのあらゆる骨格構造タイプ、例えば、ABW、ACO、AEI、AEL、AEN、AET、AFI、AFN、AFO、AFR、AFS、AFT、AFX、AFY、AHT、APC、APD、ASV、ATN、ATO、ATS、ATT、ATV、AVL、AWO、AWW、BCT、BEA、BEC、BIK、BOG、BPH、BRE、CAN、CAS、SCO、CFI、SGF、CGS、CHA、CHI、CLO、CON、CZP、DAC、DDR、DFO、DFT、DON、EAB、EDI、EEI、EMT、EON、EPI、ERI、ESV、ETR、EUO、FAU、FER、GIS、GME、GON、GOO、HEU、IFR、IFY、IHW、IRN、ISV、ITE、ITH、ITW、IWR、IWW、JBW、KFI、LAU、LEV、LOV、LTA、LTL、LTN、MAZ、MEI、MEL、MER、MFI、MFS、MON、MOR、MOZ、MTF、MTT、MTW、MWF、MWW、NAB、NAT、NES、NPO、NPT、NSI、OBW、OFF、OSI、OSO、OWE、PAR、PAU、PHI、PON、RHO、RON、RRO、RSN、RTE、RTH、RWR、RWY、SAO、SAS、SAT、SAV、SBE、SBS、SBT、SFE、SFF、SFG、SFH、SFN、SFO、SFW、SOS、SSY、STF、STI、STT、TER、THO、TON、TSC、UEI、UFI、USI、UTL、VET、VFI、VNI、VSV、WIE、WEN、YUG、ZONまたはそれらの組合せの骨格構造タイプを使用することができる。
例えば、このゼオライトは、AEI、BEA(ベータゼオライト)、CHA(チャバザイト)、FAU(ゼオライトY)、FER(フェリエライト)、MFI(ZSM−5)およびMOR(モルデナイト)からなる群から選択される骨格構造タイプを含んでもよい。AEI、BEA、CHA、FAU、FER、MFIおよびMOR構造を有するゼオライトの非限定的な例には、チャバザイト、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、およびZSM−5が含まれる。
例えば、現在のゼオライトは、チャバザイト結晶構造を有することができ、これは、国際ゼオライト協会によってCHA構造とも呼ばれる。ゼオライトCHA骨格構造タイプの分子ふるいには、近似式、すなわち(Ca、Na、K、Mg)AlSi4O12・6HOを有する、ゼオライト群の天然に存在するテクトケイ酸塩鉱物(例えば、水和ケイ酸アルミニウムカルシウム)が含まれる。ゼオライトチャバザイトの3つの合成形態は、参照によって本明細書に組み込まれる“Zeolite Molecular Sieves,”by D.W.Breck,published in 1973 by John Wiley&Sonsに記載されている。Breckによって報告された3つの合成形態は、J.Chem.Soc.,p.2822(1956)、Barrer他に記載されたゼオライトK−Gと、英国特許第868,846号(1961)に記載されたAl.;ゼオライトDと、米国特許第US3,030,181号に記載されたゼオライトRであり、これらは、参照により本明細書に組み込まれる。ゼオライトチャバザイトSSZ−13の別の合成形態の合成は、米国特許第US4,544,538号に記載されている。チャバザイト結晶構造を有する非ゼオライト分子ふるいの合成形態であるシリコアルミノリン酸塩34(SAPOー34)の合成は、米国特許第US4,440,871号および米国特許第US7,264,789号に記載されており、これらのそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。チャバザイト構造を有するさらに別の合成非ゼオライト分子ふるい、SAPO−44を作製する方法は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第US6,162,415号に記載されている。
ゼオライトは、ゼオライトのタイプ、ならびにゼオライト格子に含まれるカチオンのタイプおよび量に応じて、直径が約3〜10オングストロームの範囲の、かなり均一な細孔径を有する結晶材料である。細孔径は環径により定義される。本明細書で使用されているように、「小細孔」という用語は、約5オングストロームよりも小さい細孔開口部、例えば約3.8オングストロームオーダーの細孔開口部を指す。
小細孔ゼオライトには、最大8つの四面体原子によって規定されるチャネルが含まれている。「八環」ゼオライトという語句は、八環細孔開口部および二重六環二次構造単位を有し、かつ4個の環による二重六環構造単位の接続から生じるケージ型構造を有するゼオライトを指す。
例示的な小細孔ゼオライトは、骨格構造タイプACO、AEI、AEN、AFN、AFT、AFX、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およびそれらの混合物または連晶を含む。
中細孔ゼオライトは、10員環によって規定されるチャネルを含む。例示的な中細孔ゼオライトは、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、WEN骨格構造タイプおよびそれらの混合物または連晶を含む。
大細孔ゼオライトは、12員環によって規定されたチャネルを含む。例示的な大細孔ゼオライトは、骨格構造タイプ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、VETおよびそれらの混合物または連晶を含む。
本明細書に記載されている全ての方法は、本明細書で別途指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意および全ての例または例示的言語(例えば「など」)の使用は、材料および方法をよりよく説明することのみを意図したものであり、別途請求されない限り、範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる言葉も、請求されていない要素を、開示された材料および方法の実施に必須であることを示すものと解釈されるべきではない。
本明細書において言及されるすべての米国特許出願、付与前の刊行物および特許は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
LT−NA触媒組成物
本開示は、大細孔ゼオライトでありかつ第1のパラジウム成分を含む第1のゼオライトと、小細孔または中細孔のゼオライトでありかつ第2のパラジウム成分を含む第2のゼオライトとを含む、低温NO吸着剤(LT−NA)触媒組成物を提供する。いくつかの実施形態では、LT−NA触媒組成物は、第3のパラジウム成分を含む第3のゼオライトをさらに含む。これらのLT−NA触媒組成物の成分は、本明細書で以下に論じられる。
ゼオライト
上で参照したように、本発明のLT−NA触媒組成物は、第1のゼオライト、第2のゼオライト、および選択的に第3のゼオライトを含む。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは、アルミノケイ酸塩ゼオライトである。第1のゼオライトは、本明細書に記載されるように、有利には大細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは、AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、ATS、BEA、BEC、BOG、BPH、BSV、CAN、CON、CZP、DFO、EMT、EON、EZT、FAU、FZU、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、VETおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する大細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは、BEA、FAU、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される骨格構造タイプを有する大細孔ゼオライトである。
いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、アルミノケイ酸塩である。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、小細孔ゼオライトである。例えば、いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、ACO、AEI、AEN、AFN、AFT、AFX、APC、APD、ATT、CDO、CHA、DDR、DFT、EAB、EDI、EPI、ERI、GIS、GOO、IHW、ITE、ITW、LEV、KFI、MER、MFI、MON、NSI、OWE、PAU、PHI、RHO、RTH、SAT、SAV、SIV、THO、TSC、UEI、UFI、VNI、YUG、ZONおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、CHA、LEV、AEI、AFX、ERI、SFW、KFI、DDR、ITE、およびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである。
いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは中細孔ゼオライトである。例えば、いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、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、WENおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、FER、MEL、MFI、STT、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、FER、MWW、CHA、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された中細孔ゼオライトである。
いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、二次元細孔系を有する。いくつかの実施形態では、2次元細孔系を有する第2のゼオライトは、これらに限定されないが、FER、CSV、DAC、HEU、MFS、MWW、NES、RRO、SFG、STI、STT、またはTERなどの骨格構造タイプを有してもよい。FER構造を有するゼオライトの合成および細孔形状の説明は、例えば、Weitkamp他、Chem.Eng.Technol.25,(2002),3,273−275、Proceedings of 5th Serbian−Croatian−Slovenian Symposium on Zeolites,32−35,およびParikh他、Indian Journal of Chemical Technology,18.Sept.2011,335−342に開示されており、これらはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトは小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトは中細孔ゼオライトである。
いくつかの実施形態では、第1のゼオライトはBEAゼオライトであり、第2のゼオライトはFERゼオライトである。
いくつかの実施形態では、第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比は、約1:9〜約9:1である。いくつかの実施形態において、第1のゼオライト対第2のゼオライトの重量比は、約1:3〜約3:1であり、例えば、比は、約1:3、約1:2.5、約1:2、約1:1.5、約1:1、約3:1、約2.5:1、約2:1、約1.5:1または約1:1であってもよい。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比は、約0.1:9.9〜約9:1である。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比は、約0.1:9.9〜約1:1である。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトと第2のゼオライトとの重量比は、約0.1:9.9〜約0.5:9.5、例えば、約0.1:9.9、約0.2:9.8、約0.3:9.7、約0.4:9.6、または約0.5:9.5である。
いくつかの実施形態では、第3のゼオライトは、大細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは大細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第1および第3のゼオライトは異なる骨格構造タイプを有する。
いくつかの実施形態では、第3のゼオライトは小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第3のゼオライトは中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは中細孔ゼオライトである。
いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトは小細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは小細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトは小細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは小細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトおよび第3のゼオライトは異なる骨格構造タイプを有する。
いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトは小細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトは中細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは中細孔ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトは中細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは中細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトおよび第3のゼオライトは異なる骨格構造タイプを有する。
いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは大細孔ゼオライトであり、第2のゼオライトは中細孔ゼオライトであり、第3のゼオライトは小細孔ゼオライトである。
いくつかの実施形態では、本発明の触媒組成物、第1、第2、および/または第3のゼオライトは、約0.5μmより大きい、好ましくは、約0.1μm〜約15μm、例えば、約0.5μm〜約5μm、約0.7μm〜約1.5μm、約1μm〜約5μm、または約1μm〜約10μmの平均結晶サイズ(すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ)を有するアルミノケイ酸塩ゼオライト結晶を含む。いくつかの実施形態では、第1のゼオライトは、約0.5μmより大きい、好ましくは、約0.1μm〜約15μm、例えば、約0.5μm〜約5μm、約0.7μm〜約1.5μm、約1μm〜約5μm、または約1μm〜約10μmの平均結晶サイズ(すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ)を有する結晶性アルミノケイ酸塩ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第2のゼオライトは、約0.5μmより大きい、好ましくは、約0.1μm〜約15μm、例えば、約0.5μm〜約5μm、約0.7μm〜約1.5μm、約1μm〜約5μm、または約1μm〜約10μmの平均結晶サイズ(すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ)を有する結晶性アルミノケイ酸塩ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第3のゼオライトは、約0.5μmより大きい、好ましくは、約0.1μm〜約15μm、例えば、約0.5μm〜約5μm、約0.7μm〜約1.5μm、約1μm〜約5μm、または約1μm〜約10μmの平均結晶サイズ(すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ)を有する結晶性アルミノケイ酸塩ゼオライトである。いくつかの実施形態では、第1および第2のゼオライト、第1および第3のゼオライト、第2および第3のゼオライト、または第1、第2および第3のゼオライトは、約0.5μmより大きい、好ましくは、約0.1μm〜約15μm、例えば、約0.5μm〜約5μm、約0.7μm〜約1.5μm、約1μm〜約5μm、または約1μm〜約10μmの平均結晶サイズ(すなわち、双晶を含む個々の結晶の平均結晶サイズ)を有する結晶性アルミノケイ酸塩ゼオライトである。
いくつかの実施形態では、第1、第2および/または第3のゼオライトは、約5〜約250、約5〜約200、約5〜約100および約5〜約50を含む、約2〜約300のシリカ対アルミナ比(SAR)を有する。1つ以上の特定の実施形態では、モレキュラーシーブは、約10〜約200、約10〜約100、約10〜約75、約10〜約60、および約10〜約50、約15〜約100、約15〜約75、約15〜約60、および約15〜約50、約20〜約100、約20〜約75、約20〜約60、および約20〜約50の範囲のSARモル比を有する。1つまたは複数の実施形態では、分子ふるいは、約1、約2、約5、約8、約10、約15、約20または約25〜約30、約35、約40、約45、約50、約60、約70、約80、約90、約100、約150、約200、約260、約300、約400、約500、約750または約1000の範囲のSARモル比を有する。
理論に拘束されることを望まないが、高いゼオライトナトリウム含有量は、熱水安定性に悪影響を与えることがある。したがって、第1、第2、および/または第3のゼオライト中のナトリウムおよびアルカリ金属の含有量が少ないことが一般に好ましい。特定の実施形態では、第1、第2、および/または第3のゼオライトは、か焼ゼオライト(揮発性物質なしベースでのアルカリ金属酸化物として報告されている)の総重量に基づいて、3重量%未満、より好ましくは1重量%未満、さらにより好ましくは0.1重量%未満のアルカリ含有量を有する。いくつかの実施形態において、低アルカリ含有量ゼオライトは、ナトリウム(Na)形態のゼオライトをアンモニア(NH)形態にイオン交換することによって提供することができる。ゼオライトへのNHイオン交換は、室温または約80℃までの温度において約1〜24時間にわたって行われてもよい。いくつかの実施形態において、得られたゼオライト材料は、好ましくは、NH交換ゼオライトを提供するために約100〜120℃で乾燥させられてもよい。いくつかの実施形態において、NH交換ゼオライトは、H交換ゼオライトを提供するために少なくとも約450℃の温度においてか焼させられてもよい。
パラジウム成分
上で参照したように、開示されたLT−NA触媒組成物において、第1、第2、および第3のゼオライトはそれぞれ、一般に少なくとも1つのパラジウム成分を含む。「パラジウム成分」は、パラジウム金属またはその化合物、例えば酸化物を指す。
典型的には、本明細書で使用される場合、「第1の」パラジウム成分は「第1の」ゼオライトに関連し、「第2の」パラジウム成分は「第2の」ゼオライトし、選択的な「第3の」パラジウム成分は選択的な「3番目の」ゼオライトに関連する。第1および第2のパラジウム成分(および存在する場合は第3のパラジウム成分)は、同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第1および第2のパラジウム成分は同じである。いくつかの実施形態では、第1、第2、および第3のパラジウム成分は同じである。
いくつかの実施形態では、開示された触媒組成物は、パラジウムを「含む」ゼオライトを含む(またはゼオライトに「関連した」パラジウムを含む)と説明される。このような例では、「含む」(または「関連する」)は、パラジウムがゼオライトのイオン交換部位、ゼオライトの表面、またはイオン交換部位およびゼオライトの表面の両方、のいずれかに存在することを意味すると理解される。
第1、第2、および選択的な第3のパラジウム成分の濃度は変動する可能性があるが、典型的には、第1、第2、および選択的に第3のゼオライトの総重量に対して、それぞれ約0.01重量%〜約6重量%である。いくつかの実施形態では、第1、第2、および選択的な第3のゼオライトのそれぞれにおけるパラジウム成分濃度は変化してもよい。例えば、第1のゼオライトは、第2または第3のゼオライトの一方または両方よりも高濃度のパラジウム成分を有してもよい。同様に、第2のゼオライトは、第1および/または第3のゼオライトと比較してより高濃度のパラジウム成分を含んでもよいまたは選択的な第3のゼオライトは、第1および/または第2のゼオライトと比較してより高濃度のパラジウム成分を含んでもよい。いくつかの実施形態では、各ゼオライト中のパラジウム成分濃度はほぼ等しい。
パラジウムは、第1および/または第2および/または第3のゼオライトのそれぞれにおいて、例えば、LT−NA触媒組成物の総重量に基づき、約0.1重量%、約0.2重量%、約0.5重量%、約0.7重量%、約0.9重量%または約1.0重量%〜約1.5%、約2.0重量%、約2.5%、約3.0%、約3.5%、約4.0%、約4.5%または約5.0重量%だけ存在してもよい。パラジウムの重量が測定され、金属として報告される。ゼオライトの総乾燥重量は、あらゆる添加/交換された金属(すなわち、パラジウム)を含む。
LT−NA触媒組成物は、いくつかの実施形態において、銅、鉄、マンガン、マグネシウム、コバルト、ニッケル、白金、ルテニウム、ロジウムまたはそれらの組み合わせなどの他の触媒活性金属を含んでもよい。このような金属は、いくつかの実施形態では、ゼオライトが1つまたは複数の触媒活性金属をさらに含むように存在することができる。いくつかの実施形態では、LT−NA触媒組成物は、さらなる活性金属を実質的に含まない。
前述の説明は、LT−NA触媒組成物のゼオライトおよびパラジウム成分についていくつかの適切な範囲または量を提供しているが、これらの成分のうちの1つの開示された範囲または量は、新しい範囲または部分的範囲を形成するように、他の成分についての開示された範囲または量と組み合わされてもよいことに留意すべきである。このような実施形態もまた、本発明によって明らかに考慮されている。
ディーゼル酸化触媒(DOC)の組成
一般に、DOC組成物は、高融点金属担体などの担体上に分散させられた1つまたは複数の白金族金属(PGM)成分を含む。炭化水素(HC)および一酸化炭素(CO)の両方の気体汚染物質の酸化に触媒作用を及ぼすことによって、これらの汚染物質を二酸化炭素および水に変換するために、ディーゼルエンジンの排気を処理する際に使用するための様々なこのようなDOC組成物が知られている。開示されたDOC組成物において有用なPGM成分は、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、および/または金(Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir、および/またはAu)などの、PGMを含むあらゆる成分を含む。例えば、PGMは、原子価がゼロの金属形態であってもよく、またはPGMは、酸化物形態であってもよい。PGM成分は、あらゆる原子価状態のPGMを含むことができる。「白金(Pt)成分」、「ロジウム(Rh)成分」、「パラジウム(Pd)成分」、「イリジウム(Ir)成分」、「ルテニウム(Ru)成分」などの用語は、触媒のか焼または使用時に分解するか、さもなければ触媒活性形態、通常は金属または金属酸化物に変換する、それぞれの白金族金属化合物、錯体などを指す。いくつかの実施形態では、PGM成分は、金属またはその酸化物(例えば、白金またはその酸化物を含むが、これらに限定されない)である。
特定の実施形態では、本明細書に開示されるDOC組成物は、白金成分およびパラジウム成分(本明細書では、上に開示されたLT−NA組成物のそれぞれのゼオライトに関連する第1、第2、および選択的な第3のパラジウム成分から区別するために、「第4のパラジウム成分」と呼ばれる)を含む。DOC組成物は、乾燥DOC組成物の重量に基づいて、例えば、約0.1重量%(重量パーセント)、約0.5重量%、約1.0重量%、約1.5重量%、または約2.0重量%〜約3重量%%、約5重量%、約7重量%、約9重量%、約10重量%、約12重量%、約15重量%、約16重量%、約17重量%、約18重量%、約19重量%または約20重量%の白金成分を含んでもよい。いくつかの実施形態では、Pt/Pd比は、約10:1〜約1:10である。いくつかの実施形態では、Pt/Pd重量比は約2/1である。
典型的には、開示されたDOC組成物の白金およびパラジウム成分の両方が担体材料上に支持されている(白金成分およびパラジウム成分が支持されている担体材料は同じまたは異なることができる)。担体材料は、ゼオライトまたは非ゼオライトであることができる。触媒層中の「非ゼオライト担体」または「非ゼオライトの担体」への言及は、ゼオライトではない、会合、分散、含浸または他の適切な方法通じて貴金属、安定剤、促進剤、バインダーなどを受け取る材料を指す。このような非ゼオライト担体の例には、高表面積の高融点金属酸化物が含まれるが、これらに限定されない。
例えば、触媒活性白金成分および第4のパラジウム成分が堆積させられる担体材料は、ガソリンまたはディーゼルエンジンの排気に関連する温度などの高温において化学的および物理的安定性を示す高融点金属酸化物を含む。例示的な高融点金属酸化物は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、プラセオジム、スズ酸化物など、およびそれらの物理的混合物または化学的組み合わせを含み、原子的にドープされた組み合わせを含み、また、活性アルミナなどの、高表面積または活性化合物を含む。含まれるのは、シリカ−アルミナ、セリア−ジルコニア、プラセオジム−セリア、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−セリア−ジルコニア、ランタナ−アルミナ、ランタナ−ジルコニア−アルミナ、バリア−アルミナ、バリア−ランタナ−アルミナ、バリア−ランタナ−ネオジミア−アルミナおよびアルミナ−セリアなどの金属酸化物の組み合わせである。例示的なアルミナは、大細孔ベーマイト、ガンマ−アルミナ、およびデルタ/シータアルミナを含む。典型的なプロセスにおいて出発材料として使用される有用な市販のアルミナは、高仮比重ガンマ−アルミナ、低または中仮比重大細孔ガンマ−アルミナ、および低仮比重大細孔ベーマイトなどの、活性アルミナを含む。
「ガンマアルミナ」または「活性化アルミナ」とも称される、アルミナ担体材料などの、高表面積金属酸化物担体は、一般的に60m/gを超える、しばしば最大約200m/g以上のBET表面積を有する。典型的な高融点金属酸化物は、約50m/g〜約300m/gの比表面積を有する高表面積γ−アルミナを含む。そのような活性化アルミナは通常、アルミナのガンマ相とデルタ相との混合物であるが、相当量のエータ、カッパ、およびシータアルミナ相も含有してもよい。「BET表面積」は、N吸着により表面積を求めるBrunauer、Emmett、Tellerの方法に関連するその通常の意味を有する。望ましくは、活性アルミナは、約60m/g〜約350m/g、例えば、約90m/g〜約250m/gの比表面積を有する。
特定の実施形態では、本明細書に開示されたDOC触媒組成物において有用な金属酸化物担体は、Si−ドープアルミナ材料(1〜10%のSiO−Alを含むがこれに限定されない)などのドームアルミナ材料、Si−ドープチタニア材料(1〜10%のSiO−TiOを含むがこれに限定されない)などのドープチタニア材料、またはSi−ドープZrO(5〜30%のSiO−ZrOを含むがこれに限定されない)などのドープジルコニア材料である。
したがって、DOC触媒組成物中の高融点金属酸化物または高融点混合金属酸化物は、典型的には、アルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア、セリア、例えば、バルクセリア、酸化マンガン、ジルコニア−アルミナ、セリア−ジルコニア、セリア−アルミナ、ランタナ−アルミナ、バリア−アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
DOC触媒組成物は、上に挙げられた高融点金属酸化物のいずれかを、任意の量で含んでもよい。例えば、触媒組成物中の高融点金属酸化物は、触媒組成物の総乾燥重量に基づいて、約15重量%、約20重量%、約25重量%、約30重量%、または約35重量%〜約50重量%、約55重量%、約60重量%、約65重量%、または約70重量%で含まれてもよい。触媒組成物は、例えば、約10〜約99重量%のアルミナ、約15〜約95重量%のアルミナ、または約20〜約85重量%のアルミナを含んでもよい。
触媒組成物の調製
開示されたLT−NA触媒およびDOC組成物は、いくつかの実施形態においてインシピエントウェットネス含浸法によって調製され得る。毛細管含浸または乾式含浸とも称されるインシピエントウェットネス含浸技術は、一般的に、不均一系の材料、すなわち触媒の合成に使用される。一般的に、金属前駆体は、水溶液または有機溶液に溶解させられ、その後、金属含有溶液は、添加された溶液の体積と同じ細孔体積を含む触媒担体(例えば、ゼオライトまたは高融点金属酸化物)に添加される。毛細管現象により、溶液が担体の細孔に引き込まれる。担体の細孔容積を超えて添加された溶液により、溶液輸送が、毛細管現象プロセスから、はるかに遅い拡散プロセスに変わる。その後、触媒を乾燥およびか焼して、溶液内の揮発性成分を除去し、触媒担体の表面に金属を堆積させることができる。最大充填量は、溶液における前駆体の溶解度によって制限される。含浸させられた材料の濃度プロファイルは、含浸および乾燥の間の細孔内の物質移動条件に依存する。当業者は、パラジウム成分を本組成物の担体に充填するための他の方法、例えば、吸着、イオン交換、沈殿などを認識するであろう。
例えば、パラジウムは、LT−NA触媒組成物の成分の調製においてゼオライトに含浸されてもよい。第1、第2、および選択的な第3のパラジウム成分をそれぞれのゼオライトに導入するのに有用なパラジウム塩は、硝酸塩を含むが、これらに限定されない。さらに、触媒的に活性の金属の少なくとも一部は、ゼオライト合成プロセス中に含まれてもよく、これにより、調整されたコロイドが、構造指向剤、シリカ源、アルミナ源、および金属イオン源を含む。いくつかの実施形態では、パラジウムおよび他の金属塩を混合し、混合物がゼオライトに含浸させられてもよい。塩に使用される金属には、銅、鉄、マンガン、マグネシウム、コバルト、ニッケル、白金、ルテニウム、ロジウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される金属が含まれてもよいが、これらに限定されない。
同様に、DOC組成物の製造のために、一般に、白金族金属の可溶性化合物または錯体の水溶液が使用され、これにより、担体材料(例えば、ゼオライトまたは高融点金属酸化物)を含浸させる。適切な化合物の非限定的な例には、硝酸パラジウム、テトラアンミン硝酸パラジウム、テトラアンミン酢酸白金、および硝酸白金が含まれる。か焼工程中、または少なくとも複合材料の使用の初期段階中に、このような化合物は、金属またはその化合物の触媒活性形態に変換される。DOC触媒組成物を調製する適切な方法は、所望の白金族金属化合物(例えば、白金族化合物および/またはパラジウム化合物)の溶液と、細かく分割された、高表面面積の高融点金属酸化物担体などの少なくとも1つの担体、例えば、ガンマアルミナ、との混合物を調製することである。担体は、実質的にすべての溶液を吸収するように十分に乾燥しており、これにより、湿った固体を形成し、これは後で水と組み合わされて、コーティング可能なスラリーを形成する。1つまたは複数の実施形態では、スラリーは酸性であり、例えば、約2〜約7未満のpHを有する。スラリーに適量の無機酸または有機酸を添加することにより、スラリーのpHが低下させられてもよい。酸と原材料の相溶性を考慮すると、両者の組み合わせを使用できる。無機酸には、硝酸が含まれるが、これに限定されない。有機酸には、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタミン酸、脂肪、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、酒石酸、クエン酸などが含まれるが、これらに限定されない。
触媒物品
コーティング構成
触媒物品を製造するために、本明細書に開示されるような基材は、触媒組成物でコーティングされる。コーティングは、「触媒コーティング組成物」または「触媒コーティング」である。「触媒組成物」および「触媒コーティング組成物」という用語は同義語である。
本明細書に記載の触媒および/または吸着剤組成物は、機能的に活性な種をさらに含む高融点無機固体酸化物多孔質粉末などの1つまたは複数の担体または「キャリア」を含んでもよい。
触媒および/または吸着剤組成物は、バインダー、例えば、酢酸ジルコニルなどの適切な前駆体または硝酸ジルコニルなどのあらゆる他の適切なジルコニウム前駆体から誘導されたZrOバインダーを使用して調製されてもよい。酢酸ジルコニルバインダーは、例えば、触媒が、約5%以上の少なくとも約600℃、例えば、約800度以上の水蒸気環境の高温にさらされたとき、熱劣化の後、均質かつ無傷なままであるコーティングを提供する。他の潜在的に適切なバインダーには、アルミナおよびシリカが含まれるが、これらに限定されない。アルミナバインダーには、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、オキシ水酸化アルミニウムが含まれる。アルミニウム塩、およびアルミナのコロイド態様が使用されてもよい。シリカバインダーには、ケイ酸塩およびコロイドシリカを含む、SiOの様々な形態が含まれる。バインダー組成物は、ジルコニア、アルミナおよびシリカのあらゆる組み合わせを含んでもよい。他の例示的なバインダーには、ボヘマイト、ガンマアルミナ、またはデルタ/シータアルミナ、ならびにシリカゾルが含まれる。バインダーは、存在する場合、一般的に、約1〜5重量%の量のウォッシュコート総充填量で使用される。これに代えて、バインダーは、ジルコニアベースまたはシリカベース、例えば、酢酸ジルコニウム、ジルコニアゾルまたはシリカゾルであることができる。存在する場合、アルミナバインダーは、典型的には、約0.05g/インチ〜約1g/インチの量で使用される。
基材
1つまたは複数の実施形態では、本触媒組成物は、触媒物品を形成するために基材上に配置される。基材を含む触媒物品は、排気ガス処理システムの一部である(例えば、触媒物品は、本明細書に開示されるLT−NAおよび/またはDOC組成物を含む物品を含むが、これらに限定されない)。有用な基材は、三次元であり、円柱に似た長さ、直径および体積を有する。形状は必ずしも円柱に一致する必要はない。長さは、入口端部と出口端部とによって画定された軸方向の長さである。
1つ以上の実施形態によれば、開示された組成物のための基材は、自動車触媒を調製するために典型的に使用されるあらゆる材料から構成されてもよく、典型的には、金属またはセラミックのハニカム構造を含む。基材は、典型的には、触媒ウォッシュコート組成物が塗布および接着される複数の壁面を提供し、それによって触媒組成物の基材として機能する。
セラミック基材は、あらゆる適切な高融点材料、例えば、コージライト、コージライト−α−アルミナ、チタン酸アルミニウム、チタン酸ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコンムライト、リシア輝石、アルミナ−シリカ−マグネシア、ケイ酸ジルコン、珪線石、ケイ酸マグネシウム、ジルコン、葉長石、α−アルミナ、アルミノケイ酸塩などから作製されてもよい。
基材はまた、1つまたは複数の金属または金属合金を含む金属であってもよい。金属基材は、チャネル壁に開口部または「パンチアウト」を有するようなあらゆる金属基材を含んでもよい。金属基材は、ペレット、波形シートまたはモノリシックフォームなどの様々な形態で使用されてもよい。金属基材の特定の例には、耐熱性の卑金属合金、特に、鉄が実質的なまたは主要な成分である合金が含まれる。このような合金は、ニッケル、クロム、およびアルミニウムのうちの1つ以上を含有してもよく、これらの金属の合計は、有利には、いずれの場合も基材の重量に基づいて、少なくとも約15重量%の合金、例えば、約10〜25重量%のクロム、約1〜8重量%のアルミニウム、および0〜約20重量%のニッケルを含んでもよい。金属基材の例には、直線的なチャネルを有するもの、ガスの流れを妨害し、チャネル間のガス流の連通を開くために軸方向チャネルに沿って突出したブレードを有するもの、およびブレードと、モノリス全体にわたる半径方向のガス搬送を可能にする、チャネル間のガス搬送を向上させるための穴も有するもの、が含まれる。特に、金属基材は、有利には、ある実施形態において、密に結合された位置において使用され、これは、基材の迅速な加熱、および対応して、その中にコーティングされた触媒組成物(例えば、LT−NA触媒組成物)の迅速な加熱を可能にする。
通流する流体流に対して通路が開放するように、基材の入口または端面から貫通して延在する微細な平行なガス流路を有するタイプのモノリシック基材(「フロースルー基材」)などの、本明細書に開示された触媒物品のためのあらゆる適切な基材が用いられてよい。別の適切な基材は、基材の長手方向軸線に沿って延在する複数の微細な実質的に平行なガス流路を有するタイプのものであり、典型的には、各流路は、基材本体の一方の端部において遮断されており、1つおきの流路が、反対側の端面において遮断されている(「ウォールフローフィルタ」)。フロースルーおよびウォールフロー基材は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際出願第WO2016/070090号にも開示されている。
いくつかの実施形態では、触媒基材は、ウォールフローフィルタまたはフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む。いくつかの実施形態では、基材はウォールフローフィルタである。フロースルー基材およびウォールフローフィルタについては、以下でさらに説明する。
フロースルー基材
いくつかの実施形態では、基材は、フロースルー基材(例えば、フロースルーハニカムモノリシック基材を含むモノリシック基材)である。フロースルー基材は、通路が流体の流れに対して開いているように、基材の入口端部から出口端部まで延在する微細で平行なガス流路を有する。流体入口から流体出口までほぼ直線的な経路である通路は、通路を通って流れるガスが触媒材料と接触するように触媒コーティングが配置されている壁部によって画定されている。フロースルー基材の流路は、薄い壁のチャネルであり、台形、長方形、正方形、正弦波、六角形、楕円形、円形などのあらゆる適切な断面形状およびサイズであることができる。フロースルー基材は、上記のようにセラミックまたは金属であることができる。
フロースルー基材は、例えば、約50in〜約1200inの体積と、約60セル毎平方インチ(cpsi)〜約500cpsiまたは最大で900cpsi、例えば、約200〜400cpsiのセル密度(入口開口)と、約50〜約200ミクロンまたは約400ミクロンの壁厚とを有する。
触媒物品は、ウォッシュコートとして基材に触媒コーティング(例えば、本明細書に開示される)を塗布することによって提供することができる。図1Aおよび1Bは、本明細書に記載されるような触媒組成物でコーティングされたフロースルー基材の形態の例示的な基材2を例示する。図1Aを参照すると、例示的な基材2は、円筒形状および円筒外表面4、上流端面6、および端面6と同一である対応する下流端面8を有する。基材2は、内部に形成された複数の微細で平行なガス流路10を有する。図1Bに見られるように、流路10は、壁12によって形成され、上流端面6から下流端面8まで担体2を通って延在し、通路10は、流体、例えば、ガス流が担体2を、そのガス流路10を介して長手方向に流れることを許容するように閉塞されていない。図1Bでより容易に見られるように、壁12は、そのように、ガス流路10が実質的に規則的な多角形形状を有するように寸法決めされ、構成されている。示されるように、触媒組成物は、必要に応じて、複数の別個の層内で適用され得る。例示される実施形態では、触媒組成物は、担体部材の壁12に接着された別個の底部層14、および底部層14の上にコーティングされた第2の別個の最上部層16の両方で構成される。本発明は、1つ以上(例えば、2、3、または4つ以上)の触媒組成物層を備えるように実施することができ、図1Bに例示された2層の実施形態に限定されない。さらなるコーティング構成は、本明細書で以下に開示される。
ウォールフローフィルタ基材
いくつかの実施形態では、基材はウォールフローフィルタであり、これは一般に、基材の長手方向軸線に沿って延在する複数の微細で実質的に平行なガス流路を有する。典型的には、各通路は、基材本体の一端でブロックされ、代替の通路は、反対の端面でブロックされる。このようなモノリシックウォールフローフィルタ基材は、断面の平方インチあたり最大約900以上の流路(または「セル」)を含んでもよいが、はるかに少ない数が用いられてもよい。例えば、基材は、平方インチあたり約7〜600、より一般的には約100〜400のセル(「cpsi」)を有し得る。セルは、長方形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形、または他の多角形の断面を有することができる。
図2は、例示的なウォールフローフィルタの斜視図である。モノリシックウォールフローフィルタ基材セクションの断面図が図2に示されており、図2は、交互に位置する閉塞された通路(セル)と開放した通路(セル)とを示している。遮断されたまたは閉塞された端部100と、開放した通路101とは交互に位置し、それぞれの反対側の端部が、それぞれ開放しており、遮断されている。フィルタは、入口端部102および出口端部103を有する。多孔質セル壁104を横切る矢印は、排気ガス流が、開放したセル端部に入り、多孔質セル壁104を通って拡散し、開放した出口セル端部から出ることを表す。閉塞された端部100は、ガス流を妨げ、セル壁を通じた拡散を促進する。各セル壁は、入口側104aおよび出口側104bを有する。通路は、セル壁によって包囲されている。
ウォールフローフィルタ物品基材は、約50cm、約100cm、約200cm、約300cm、約400cm、約500cm、約600cm、約700cmで、約800cm、約900cm、または約1000cm〜約1500cm、約2000cm、約2500cm、約3000cm、約3500cm、約4000cm、約4500cm、または約5000cmの体積を有してもよい。ウォールフローフィルタ基材は、典型的には、約50ミクロン〜約2000ミクロン、例えば、約50ミクロン〜約450ミクロン、または約150ミクロン〜約400ミクロンの壁厚を有する。
ウォールフローフィルタの壁は多孔質であり、一般に、機能性コーティングを配置する前に、少なくとも約50%または少なくとも約60%の壁空隙率を有し、平均孔径は少なくとも約5ミクロンである。例えば、いくつかの実施形態におけるウォールフローフィルタ物品基材は、≧50%、≧60%、≧65%以上、または≧70%の空隙率を有する。例えば、ウォールフローフィルタ物品基材は、触媒コーティングを配置する前に、約50%、約60%、約65%または約70%〜約75%、約80%または約85%の壁空隙率、および約5ミクロン、約10、約20、約30、約40または約50ミクロン〜約60ミクロン、約70、約80、約90または約100ミクロンの平均孔径を有する。「壁空隙率」および「基材空隙率」という用語は、同じ意味であり、置き換え可能である。空隙率は、空所体積を、基材の総体積で割った比率である。孔径は、窒素孔径分析のためのISO15901−2(静的体積)手順に従って決定されてもよい。窒素孔径は、Micromeritics TRISTAR 3000シリーズの機器において決定されてもよい。窒素孔径は、BJH(Barrett−Joyner−Halenda)計算および33の脱着点を使用して決定されてもよい。有用なウォールフローフィルタは、高い空隙率を有し、操作中に過度の背圧をかけることなく触媒組成物の高充填量を可能にする。
コーティング
基材は、触媒物品を形成するために触媒組成物によってコーティングされる。触媒コーティングは、基材の少なくとも一部の上に配置されかつ付着した、1つまたは複数の薄い付着性コーティング層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本触媒物品は、1つまたは複数の触媒層の使用、および1つまたは複数の触媒層の組み合わせを含んでもよい。触媒材料は、基材壁の入口側のみ、出口側のみ、入口側および出口側の両方に存在し得るか、または壁自体がすべてもしくは部分的に触媒材料で構成され得る。触媒コーティングは、基材壁表面上および/または基材壁の細孔内、すなわち、基材壁の「中」および/または「上」にあってもよい。したがって、「基材上に配置された触媒コーティング」という表現は、あらゆる表面上、例えば、壁表面上および/または細孔表面上を意味する。触媒コーティング層は、個々の機能性成分、すなわち、それぞれ本明細書に記載されるLT−NA組成物、およびDOC触媒組成物を含みんでもよい。
触媒組成物は、典型的には、その上に触媒活性種を有する担体材料を含む、ウォッシュコートの形態で提供されてもよい。吸着剤組成物は、典型的には、収着活性種を含むウォッシュコートの形態で提供されてもよい。触媒および吸着剤成分は、いくつかの実施形態では、単一のウォッシュコートに組み合わせることもできる。ウォッシュコートは、液体ビヒクル中に特定の固形分(例えば、約10〜約60重量%)の担体を含むスラリーを調製し、次に、このスラリーが基材に塗布され、コーティング層を提供するために乾燥およびか焼させることによって形成される。複数のコーティング層が塗布される場合、各層が塗布された後、および/または所望の複数の層が塗布された後、基材を乾燥およびか焼される。1つまたは複数の実施形態では、触媒材料は、ウォッシュコートとして基材に塗布される。上記のようにバインダーを使用されてもよい。
上記の触媒組成物は、一般に、ハニカムタイプ基材などの触媒基材をコーティングするためのスラリーを形成するために、独立して水と混合される。触媒粒子に加えて、スラリーは、選択的に、バインダー(例えば、アルミナ、シリカ)、水溶性または水分散性安定剤、促進剤、会合性増粘剤、および/または界面活性剤(陰イオン性、陽イオン性、非イオン性または両性界面活性剤)。スラリーの典型的なpH範囲は、約3〜約6である。酸性または塩基性の種をスラリーに添加して、それによりpHを調整してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、スラリーのpHは、水酸化アンモニウムまたは硝酸水溶液の添加により調整される。
スラリーを粉砕して、粒子の混合および均質な材料の形成を向上することができる。粉砕は、ボールミル、連続ミル、または他の同様の機器で達成され得、スラリーの固形分は、例えば、約20〜60重量%、より具体的には、約20〜40重量%であり得る。一実施形態では、粉砕後のスラリーは、約10〜約40ミクロン、好ましくは10〜約30ミクロン、より好ましくは約10〜約15ミクロンのD90粒径によって特徴付けられる。
次いで、当該技術分野において公知のあらゆるウォッシュコート技術を使用して、スラリーを触媒基材上にコーティングする。一実施形態では、触媒基材は、スラリーに1回以上浸漬されるか、または別様にスラリーでコーティングされる。その後、コーティングされた基材を高温(例えば、100〜150℃)で一定期間(例えば、10分〜3時間)乾燥し、次いで、例えば、400〜600℃で典型的には約10分〜約3時間加熱することによってか焼する。乾燥およびか焼の後に、最終的なウォッシュコートコーティング層は、本質的に溶媒を含まないと考えることが可能である。
か焼の後に、上記のウォッシュコート技術により得られる触媒充填量は、基材のコーティングされた重量とコーティングされていない重量の差を計算することにより求めることが可能である。当業者に明らかであるように、触媒充填量は、スラリーのレオロジーを変えることにより修正することが可能である。さらに、ウォッシュコートを生成するためのコーティング/乾燥/焼成プロセスを必要に応じて繰り返して、コーティングを所望の充填水準または厚さに構築すること、すなわち1個より多くのウォッシュコートを塗布することが可能である。
ウォッシュコートは、異なるコーティング層が基材と直接接触するように塗布することができる。これに代えて、触媒または吸着剤コーティング層またはコーティング層の少なくとも一部が基材と直接接触しない(むしろ、アンダーコートと接触する)ように、1つまたは複数の「アンダーコート」が存在してもよい。コーティング層の少なくとも一部がガス流または雰囲気に直接さらされないように(むしろ、オーバーコートと接触するように)、1つまたは複数の「オーバーコート」が存在してもよい。
異なるコーティング層は、「中間」の重なり合うゾーンなしに互いに直接接触していてもよい。これに代えて、異なるコーティング層は、2つのゾーン間に「ギャップ」を形成するように、直接接触していなくてもよい。「アンダーコート」または「オーバーコート」の場合、異なる層間のギャップは「中間層」と呼ばれる。アンダーコートはコーティング層の「下」の層であり、オーバーコートはコーティング層の「上」の層であり、中間層は2つのコーティング層の「間」の層である。中間層、アンダーコート、およびオーバーコートは、1つまたは複数の機能性組成物を含んでもよい、または機能性組成物を含まなくてもよい。
触媒コーティングは、2つ以上の薄い付着層、互いに付着している層、および基材に付着しているコーティングを含んでもよい。コーティング全体は、個々の「コーティング層」を含む。触媒コーティングは、有利には、「ゾーン化」され、ゾーン化された触媒層を含んでもよい。これは、「横方向にゾーン化された」と表現されてもよい。例えば、層は、入口端部から出口端部に向かって延在してもよく、基材長さの約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、または約90%にわたって延在してもよい。別の層は、出口端部から入口端部に向かって延在し、基材長さの約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、または約90%にわたって延在してもよい。異なるコーティング層は、互いに隣接し、互いに重なっていなくてもよい。これに代えて、異なる層が、互いの一部にオーバーレイし、第3の「中間」ゾーンを提供してもよい。中間ゾーンは、例えば、基材長さの約5%〜約80%、例えば、基材長さの約5%、約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%または約70%にわたって延在してもよい。
異なる層は、それぞれ、基材の全長にわたって延在するか、またはそれぞれが基材の長さの一部にわたって延在し、部分的または全体的に、互いにオーバーレイまたはアンダーレイしていてもよい。異なる層のそれぞれは、入口端部または出口端部のいずれかから延在してもよい。
異なる触媒組成物が、それぞれの別個のコーティング層に存在してもよい。例えば、1つのコーティング層は、いかなる選択的な吸着剤組成物も含まない酸化触媒組成物を含むことができ、第2の層は、1つまたは複数の選択的な吸着剤組成物を含む(または完全に1つまたは複数の選択的な吸着剤組成物からなる)ことができる。したがって、異なる層に関連する説明は、これらの層のいずれかに対応することがある。触媒コーティングは、1つ、2つ、または3つ以上のコーティング層を含んでもよい。1つ以上のコーティング層は一緒に触媒組成物を含む。
本開示のゾーンは、コーティング層の関係によって定義される。異なるコーティング層に関しては、いくつかの可能なゾーニング構成がある。例えば、上流ゾーンおよび下流ゾーン、上流ゾーン、中間ゾーンおよび下流ゾーン、4つの異なるゾーンなどであってもよい。2つの層が隣接していて重なっていない場合は、上流ゾーンおよび下流ゾーンが存在する。2つの層がある程度重なっている場合、上流、下流、および中間のゾーンが存在する。例えば、コーティング層が基材の全長にわたって延在し、異なるコーティング層が出口端部からある長さまで延在しかつ第1のコーティング層の一部にオーバーレイしている場合、上流および下流ゾーンが存在する。本触媒コーティングは、2つ以上の同一の層を含んでもよい。
図3A、3Bおよび3Cは、2つのコーティング層を有するいくつかの可能なコーティング層構成を示している。コーティング層201および202がその上に配置されているモノリシックウォールフローフィルタ基材壁200が示されている。これは簡略化された図であり、多孔質ウォールフロー基材の場合、細孔および細孔壁に付着したコーティングは示されておらず、閉塞された端部は示されていない。図3Aでは、コーティング層201は、入口から出口に向かって基材長さの約50%にわたって延在する。コーティング層202は、出口から入口に向かって基材長さの約50%にわたって延在し、コーティング層は互いに隣接しており、入口上流ゾーン203および出口下流ゾーン204を提供している。図3Bでは、コーティング層202は、出口から基材長さの約50%にわたって延在し、層201は、入口から長さの50%を超えて延在し、層202の一部にオーバーレイしており、上流ゾーン203、中間ゾーン205および下流ゾーン204を提供している。図3Cでは、コーティング層201および202はそれぞれ、層201が層202にオーバーレイするように基材の全長にわたって延在する。図3Cの基材は、ゾーン化されたコーティング構成を含まない。図3A、3Bおよび3Cは、ウォールスルー基材上のコーティング組成物を例示するために有用であることがある。図3A、3Bおよび3Cは、さらに、本明細書で以下に説明するように、フロースルー基材上のコーティング組成物を例示するために有用であることがある。このようなコーティング層の構成は限定されない。
例えば、特に本明細書に開示されるLT−NA触媒組成物に関して、第1の(Pd含有)ゼオライトおよび第2の(Pd含有)ゼオライトは、それぞれ別々のコーティング層にあってもよい。これらのコーティング層は、前から後へのゾーン構成、層状構成またはそれらの組合せになっている。これに代えて、LT−NA触媒組成物は、1つの均質なコーティング層において一緒に存在するか、またはいくつかの組み合わせにおいて、2つまたは3つのコーティング層に広がっていてもよい。
いくつかの実施形態では、第3の(Pd含有)ゼオライトは、存在する場合、第1および/または第2のゼオライトとは別のコーティング層にあってもよい。いくつかの実施形態では、第3のゼオライトは、存在する場合、第1のゼオライト、第2のゼオライト、または第1および第2のゼオライトの両方と重なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第3のゼオライトは、存在する場合、第1のゼオライト、第2のゼオライト、または第1および第2のゼオライトの両方と均質な混合物であってもよい。
いくつかの実施形態では、LT−NA触媒物品は、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第1のゼオライトを含む第1のウォッシュコートと、触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された第2のゼオライトを含む第2のウォッシュコートとを含む。いくつかの実施形態では、第2のウォッシュコートは触媒基材の直接上にあり、第1のウォッシュコートは第2のウォッシュコートの少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、第1のウォッシュコートは触媒基材の直接上にあり、第2のウォッシュコートは第1のウォッシュコートの少なくとも一部上にある。いくつかの実施形態では、触媒物品は、第1のウォッシュコートが入口端部から全長の約10%〜約70%の長さまで触媒基材上に配置され、第2のウォッシュコートが出口端部から全長の約30〜約90%の長さまでの触媒基材上に配置されるようなゾーン構成を有する。
第1のゼオライトおよび第2のゼオライトを含むLT−NA触媒組成物の例示的な非限定的な構成が、図4A、4Bおよび4Cに示されている。図4Aは、本明細書に記載されている均質なLT−NA触媒組成物の断面図である。図4Bは、本明細書に記載されている2つの異なる2層LT−NA触媒組成物の断面図である。図4Cは、本明細書に記載されているゾーン化されたLT−NA触媒組成物の断面図である。
いくつかの実施形態では、LT−NA物品は、基材上に配置されたディーゼル酸化触媒(DOC)組成物をさらに含む。いくつかの実施形態では、DOC組成物は、Pt成分および第4のPd成分を含み、ここで、Pt成分および第4のPd成分は、高融点金属酸化物担体材料上に支持されている。いくつかの実施形態では、高融点金属酸化物は、ガンマアルミナまたは約2%〜約10%のSiOがドープされたアルミナを含む。いくつかの実施形態では、DOC組成物は、白金族金属(PGM)種を実質的に含まないベータゼオライトをさらに含む。いくつかの実施形態では、DOC組成物は、LT−NA組成物層に対してゾーン化された構成にある。いくつかの実施形態では、DOC組成物は、LT−NA組成物の1つまたは複数の層と重なっていてもよい。本明細書に開示される本発明のLT−NAおよびDOC組成物を含むLT−NA/DOC触媒組成物コーティングの例示的な非限定的な構成が、図5A〜5Fに示されている。いくつかの実施形態では、LT−NA触媒組成物およびDOC組成物は、図5Aに示されるように、単一の均質な層において基材上に存在する。いくつかの実施形態では、LT−NA触媒組成物およびDOC組成物は、別々の個別の層に存在する。図5Bおよび5Cは、LT−NA触媒組成物およびDOC組成物が別々の層で基材上に存在する2つの可能な構成を示している。LT−NA触媒組成物の上流にDOC組成物があるゾーン化された構成が図5Dに示されている。
LT−NA/DOC触媒物品は、3つ以上の層を含んでもよく、例えば、3つの層が存在してもよい。いくつかの実施形態では、触媒物品は、第3の層をさらに含む。いくつかの実施形態では、第3の層は、第2のDOC組成物を含む。いくつかの実施形態では、2つのDOC組成物層および1つのLT−NA触媒組成物層があってもよい。可能な非限定的な配置が図5Eに示されている。2つのDOC組成物は、(例えば、PGMおよび担体成分ならびにウォッシュコート充填量に関して)同一であっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第2のDOC組成物は、第1のDOC組成物と同一である。いくつかの実施形態では、第1の層は、第2の層と第3の層との間に配置されている。いくつかの実施形態では、第1および第2のDOC組成物は両方とも同じ成分(例えば、本明細書に開示されるように、Pt成分、第4のPd成分、高融点金属酸化物担体材料)を含むが、各ウォッシュコート層における充填量は異なってもよい。
これに代えて、3層構成の別の実施形態では、2つのLT−NA触媒組成物層および1つのDOC組成物層があってもよい。いくつかの実施形態では、第3の層は、第2のLT−NA触媒組成物を含む。図5Fは、2つの別個のLT−NA触媒組成物層の間に配置されたDOC組成物層を備えた3層構成を示している。2つのLT−NA組成物は、(例えば、Pd/ゼオライト成分およびウォッシュコート充填量に関して)同一であっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第2のLT−NA触媒組成物は、第1のLT−NA触媒組成物と同一である。いくつかの実施形態では、第2の層は、第1の層と第3の層との間に配置されている。いくつかの実施形態では、第1および第2のLT−NA組成物は両方とも同じ成分(例えば、本明細書に開示されるように、第1および第2のPd成分、第1および第2のゼオライト)を含むが、各ウォッシュコート層における充填量は変化してもよい。
いくつかの実施形態では、他の触媒組成物を、本明細書で参照されるLT−NAおよびDOC触媒組成物層のいずれかの上、下、または間に組み込むことができる。
いくつかの実施形態では、基材の直接上にある第1のDOC組成物、第1のDOC組成物上にある第1のLT−NA触媒組成物、および第1のLT−NA組成物上にある第2のDOC組成物を有する触媒物品が提供される。いくつかの実施形態では、基材の直接上にある第2のDOC組成物、第2のDOC組成物上に第1のLT−NA触媒組成物、および第1のLT−NA組成物上に第1のDOC組成物を有する触媒物品が提供される。
いくつかの実施形態では、基材の直接上にある第1のLT−NA触媒組成物、第1のLT−NA触媒組成物上にある第1のDOC触媒組成物、および第1のDOC組成物上にある第2のLT−NA触媒組成物を有する触媒物品が提供される。いくつかの実施形態では、基材の直接上にある第2のLT−NA触媒組成物、第2のLT−NA触媒組成物上に第1のDOC組成物、および第1のDOC組成物上に第1のLT−NA触媒組成物を有する触媒物品が提供される。
基材への本触媒コーティングの充填量は、空隙率および壁厚などの基材特性に依存する。通常、ウォールフローフィルタ触媒充填量は、フロースルー基材上の触媒充填量よりも低くなる。触媒ウォールフローフィルタは、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第US7,229,597号に開示されている。本発明のLT−NAおよび/またはDOC触媒組成物は、一般に、基材に基づき、例えば、約0.3〜5.5g/in、または約0.4g/in、約0.5g/in、約0.6g/インチ、約0.7g/インチ、約0.8g/インチ、約0.9g/インチまたは約1.0g/インチから、約1.5g/インチ、約2.0g/インチ、約2.5g/in、約3.0g/in、約3.5g/in、約4.0g/in、約4.5g/in、約5.0g/in、約5.5g/inの濃度で基材上に存在する。基材上の触媒組成物またはあらゆる他の成分の濃度は、いずれか1つの三次元断面またはゾーン、例えば、基材または基材全体のいずれかの断面あたりの濃度を指す。
いくつかの実施形態では、LT−NA触媒物品は、約15g/ft〜約200g/ft、または約60g/ft〜約120g/ftの充填量における第1および第2のパラジウム成分を含む。いくつかの実施形態では、LT−NA触媒物品は、約1g/in〜約5g/inまたは約2g/in〜約3g/inの合計ゼオライト充填量を含む。いくつかの実施形態では、触媒物品は、約5〜約50または約10〜約35のシリカ対アルミナ比(SAR)を含む。
本明細書に開示されるようにフロースルーまたはウォールフローフィルタ基材を含むことができる本LT−NA触媒物品は、望ましいNO吸着および脱着特性を提供し、例えば、低温でNOを吸着し、捕捉されたNOをより高い温度で放出する。好ましくは、LT−NA触媒物品は、排気ガス流中に存在するNOのかなりの部分を吸着することができる。いくつかの実施形態では、LT−NA触媒物品は、コールドスタート状態(例えば、LT−NA触媒物品は、200℃未満である)の間にNOxを吸着する。いくつかの実施形態では、LT−NA触媒物品は、高温動作下(例えば、LT−NA触媒物品は300℃を超える)でNOを脱着する。
排気ガス処理システム
本開示はさらに、本明細書に開示されるような触媒物品を含む、内燃機関からの排気ガス流中のNOレベルを低減するための排気ガス処理システムを提供する。本発明の別の態様では、内燃機関からの排気ガス流中のNOレベルを低減するための方法であって、本明細書に開示されるような触媒物品または本明細書に開示されるような排気処理システムに排気ガス流を接触させることを含む方法が提供される。したがって、本発明は、排気ガス流を生成するエンジンと、排気ガス流と流体連通した、エンジンの下流に配置された1つまたは複数の触媒物品とを含む排出処理システムなどの、本明細書に開示された触媒物品を組み込んだ排出処理システムを提供する。エンジンは、例えば、化学量論的燃焼に必要とされる空気を超える空気を伴う燃焼条件、すなわち希薄条件で作動するディーゼルエンジンであることができる。他の実施形態では、エンジンは、固定源(例えば、発電機またはポンプ場)に関連したエンジンであってもよい。いくつかの実施形態では、排気処理システムは、1つまたは複数の追加の触媒成分をさらに含む。排気物処理システム内に存在する様々な触媒成分の相対的な配置は、変化することができる。
本排気ガス処理システムおよび方法では、排気ガス流は、上流端部に入りかつ下流端部から出るによって、物品または処理システムに受け取られる。基材または物品の入口端部は、「上流」端部または「前」端部と同義である。出口端部は、「下流」端部または「後」端部と同義である。処理システムは、一般に、内燃機関の下流にありかつ内燃機関と流体連通している。
本明細書に開示されるシステムは、LT−NA触媒物品を含み、これは、本明細書に開示されるように、フロースルーまたはウォールフローフィルタ基材を含むことができる。特に、システムは、低温でNOを吸着し、高温で捕捉されたNOを放出するのに適したLT−NA触媒物品を含む。この触媒組成物のNO吸着成分は、様々なエンジン運転条件下で望ましいNO吸着および脱着特性を提供する。
好ましくは、LT−NA触媒物品は、排気ガス流中に存在するNOのかなりの部分を吸着することができる。しかしながら、より重要なことに、LT−NA触媒物品は、排気ガス流および/または排気ガス放出システムが他の触媒成分が活性化するのに十分高い温度に達するまで、NO種を放出しない。そのときになって初めて、放出されたNOは、効率的にNに変換され、排気ガス処理システムから出ることができる。したがって、LT−NA触媒物品は、一般的に、LT−NAから放出されたNOの変換に関与するあらゆる触媒成分の上流に配置されている。いくつかの実施形態では、LT−NA触媒物品は、低温で排気ガス流中に存在するNO種を吸着し、これは、場合により、少なくともDOCおよび/またはCSF成分で処理されていてもよい。
いくつかの実施形態では、LT−NA触媒物品は、別個の構成要素(例えば、別個の基材上)に配置されるのではなく、ディーゼル酸化触媒(DOC)、触媒スートフィルタ(CSF)、または触媒選択的還元(SCR)触媒成分などの同じ構成要素に含めることができ、このような構成要素の触媒組成物はゾーン構成または層状構成で基材に適用される。
本開示のシステムは、LT−NA触媒物品に加えて、例えば、DOC、還元剤インジェクター、SCR触媒成分、スートフィルタ(触媒され得るかまたは触媒されないことができる)、および/またはアンモニア酸化触媒(AMO)を含むことができる。排気処理システムにおいて使用するのに適したDOCは、COとHCの二酸化炭素(CO)への酸化に効果的に触媒作用を及ぼすことができる。好ましくは、DOCは、排気ガス中に存在するCOまたはHC成分の少なくとも50%を変換することができる。DOCは、例えば、LT−NA触媒物品の下流に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、DOCは、SCR触媒成分および/またはスートフィルタの上流に配置されている。
本開示の排気ガス処理システムは、SCR触媒成分をさらに含んでもよい。SCR触媒成分は、DOCおよび/またはスートフィルタの上流または下流に配置されてもよい。排気処理システムでの使用に適したSCR触媒成分は、650℃という高い温度においてNO排気成分の還元に有効に触媒作用を及ぼすことができる。さらに、SCR触媒成分は、通常はより低い排気温度に関連する低負荷の条件下でさえ、NOの還元のために活性でなければならない。好ましくは、SCR触媒成分は、システムに添加される還元剤の量に応じて、NO(例えば、NO)成分の少なくとも50%をNに変換することができる。SCR触媒成分の別の望ましい特性は、Oとあらゆる過剰なNHとの反応に触媒作用を及ぼしてNを形成する能力を有し、その結果、NHが大気に放出されないことである。排気処理システムにおいて使用される有用なSCR触媒コンポーネントは、650℃を超える温度に対する耐熱性も有するべきである。このような高温は、触媒作用のあるスートフィルタの再生中に生じることがある。適切なSCR触媒成分は、例えば、米国特許第US4,961,917号および第US5,516,497号に記載されており、これらのそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
例示された排気ガス処理システムは、本発明の実施形態による排気ガス処理システムの概略図を示す図6A〜6Dおよび図7A〜7Fを参照することによってより容易に理解されることもあろう。図6Aを参照すると、排気ガス処理システム320が提供されており、この排気ガス処理システム320では、気体汚染物質(例えば、未燃炭化水素、一酸化炭素、およびNO)および粒子状物質を含んだ排気ガス流が、ライン322を介してエンジン321からDOC323へ運ばれる。DOC323では、未燃焼のガス状および不揮発性の炭化水素および一酸化炭素の大部分が燃焼して、二酸化炭素および水を形成する。次に、排気流は、NOの吸着および/または貯蔵のためにライン324を介してLT−NA触媒物品325へ運ばれる。処理された排気ガス流326は、次に、CSF327へ運ばれ、CSF327は、排気ガス流内に存在する粒子状物質を捕捉する。粒子状物質の除去後、CSF327を介して、排気ガス流は、ライン328を介して、下流のSCR触媒構成要素329へ運ばれ、このSCR触媒構成要素329はNOの処理および/または変換を提供する。排気ガスは、触媒成分が、システムから出る前に排気ガスにおける任意の温度において排気ガス中のNOのレベルを(還元剤との組合せにおいて)減じることができる流量で、SCR触媒成分329を通過する。
本発明の排気ガス処理システムの別の実施形態が図6Bに示されており、図6Bは、本開示による排気ガス処理システム330の概略図を示す。図6Bを参照すると、排気ガス流は、ライン332を介してエンジン331からLT−NA触媒物品333へ運ばれる。次に、排気流は、ライン334を介してDOC335へ運ばれ、さらにライン336を介してCSF337へ運ばれる。処理された排気ガス流338は、大気中へ放出される前に、SCR触媒構成要素339へ運ばれる。
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図6Cに示されており、図6Cは、排気ガス処理システム340の概略図を示す。図6Cを参照すると、排気ガス流は、ライン342を通ってエンジン341からDOC343へ運ばれ、さらに排気ガス流344を介してLT−NA345へ運ばれる。次に、排気流は、ライン346を介してSCR触媒構成要素347へ運ばれ、さらにライン348を通ってCSF349へ運ばれる。処理された排気ガス流338は、システムを出る前にSCR触媒構成要素339へ運ばれる。
本発明の排気ガス処理システムの別の実施形態が図6Dに示されており、図6Dは、本開示による排気ガス処理システム350の概略図を示す。図6Dを参照すると、排気ガス流は、ライン352を介してエンジン351からLT−NA触媒物品353へ運ばれ、さらにガス排気ライン354を介してDOC355へ運ばれる。排気ガスライン356は、SCR触媒構成要素357へ運ばれ、次いで、排気流358は、システムを出る前にCSF359へ運ばれる。
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図7Aに示されており、図7Aは、排気ガス処理システム420の概略図を示す。図7Aを参照すると、排気ガス流は、ライン422を介して、エンジン421から、同じ基材上にLT−NA触媒組成物およびDOCを有する組み合わせ触媒423へ運ばれる。排気ガス流426はさらにCSF427へ運ばれ、さらに、ガス排気ライン428を介してSCR触媒構成要素429へ運ばれた後、システムを出る。
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図7Bに示されており、図7Bは、排気ガス処理システム430の概略図を示す。図7Bを参照すると、排気ガス流は、ライン432を介して、エンジン431から、同じ基材上にLT−NA触媒組成物およびDOCを有する組み合わせ触媒433へ運ばれる。排気ガス流436は、システムを出る前に、さらにSCR触媒構成要素437へ運ばれ、さらに、ガス排気ライン438を介してCSF439へ運ばれる。
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図7Cに示されており、図7Cは、排気ガス処理システム440の概略図を示す。図7Cを参照すると、排気ガス流は、ライン442を介して、エンジン441から、同じ基材上にLT−NA触媒組成物およびDOCを有する組み合わせ触媒443へ運ばれる。排気ガス流446は、SCR触媒構成要素および触媒スートフィルタ(SCRoF)447の組み合わせへさらに運ばれた後、システムを出る。
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図7Dに示されており、図7Dは、排気ガス処理システム450の概略図を示す。図7Dを参照すると、排気ガス流は、ライン452を介して、エンジン451からDOC453へ運ばれ、排気ガス流456は、さらに、同じ基材上にLT−NA触媒組成物およびCSFを有する組み合わせ触媒457へ運ばれる。排気ガス流458は、SCR触媒構成要素459へさらに運ばれた後、システムを出る。
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図7Eに示されており、図7Eは、排気ガス処理システム461の概略図を示す。図7Eを参照すると、排気ガス流は、ライン462を介してエンジン461からDOC463へ運ばれ、排気ガス流466は、さらにCSF467へ運ばれる。結果として得られた排気ガス流468は、同じ基材上にLT−NA触媒組成物およびSCR触媒構成要素を有する組み合わせ触媒469へさらに運ばれた後、システムを出る。
本開示の排気ガス処理システムの別の実施形態が図7Fに示されており、図7Fは、排気ガス処理システム470の概略図を示す。図7Fを参照すると、排気ガス流は、ライン472を介してエンジン471からDOC473へ運ばれ、排気ガス流476は、同じ基材上にLT−NA触媒組成物およびSCRoFを有する組み合わせ触媒477へさらに運ばれた後、システムを出る。
図6A〜6Dおよび図7A〜7Fに示されたあらゆる例示された排気ガス処理システムの後に、SCR触媒成分から放出されたNHを除去し、このNHをNに選択的に酸化させるための選択的アンモニア酸化触媒(AMO)が設けられていてもよい。
本発明の物品、システム、および方法は、トラックや自動車などの移動排気源からの排気ガス流の処理に適している。本発明の物品、システムおよび方法は、発電所などの固定源からの排気流の処理にも適している。
本明細書に記載される組成物、方法、および用途に対する好適な修正および適合が、任意の実施形態またはそれらの態様の範囲から逸脱することなく行われ得ることは、関連技術の当業者には容易に明らかであろう。提供される組成物および方法は例示的なものであり、特許請求される実施形態の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書に開示される様々な実施形態、態様、および選択肢のすべては、すべての変更で組み合わされ得る。本明細書に記載される組成物、配合物、方法、およびプロセスの範囲には、本明細書の実施形態、態様、選択肢、例、および選好のすべての実際のまたは潜在的な組み合わせが含まれる。本明細書で引用されたすべての特許および刊行物は、組み込まれた他の特定の記述が具体的に提供されない限り、記載されるように、それらの特定の教示について参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明は、本発明を例示するために示されかつ本発明を限定するものと解釈されるべきではない以下の実施例によってより詳しく例示される。別段の定めがない限り、すべての部分およびパーセンテージは重量によるものであり、すべての重量パーセントは乾燥ベースで表され、つまり、別段の定めがない限り、含水量は除外される。
触媒製品の準備
実施例1.Pd−大細孔ゼオライト触媒物品
ゼオライトベータ材料(BEA)は、希釈したPd(NO溶液を含浸させた初期湿潤状態で、110°C/2時間の空気中で乾燥させた後、550°Cの空気中で1時間か焼した。希釈した酢酸ジルコニウム溶液を調製し、これに、か焼したPd/BEA粉末を加えて、約50%の固形分でスラリー懸濁液を形成した。最終粒径D90が10〜12μmに達するまで、スラリーを粉砕した。次に、スラリーを固形分42〜46%で400/4ハニカム基材上にコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で590℃において1時間か焼した。Pd充填量は60g/ftであり、ゼオライトウォッシュコート充填量は2.0g/inであり、か焼後のZrO充填量はウォッシュコート組成物の〜約5%であった。
実施例2Aおよび2BPd−中細孔ゼオライト触媒物品
ゼオライトフェリエライト材料(FER)は、希釈したPd(NO溶液を含浸させた初期湿潤状態で、110°C/2時間の空気中で乾燥させた後、550°Cの空気中で1時間か焼した。希釈した酢酸ジルコニウム溶液を調製し、これに、か焼したPd/BEA粉末を加えて、約50%の固形分でスラリー懸濁液を形成した。最終粒径D90が10〜15μmに達するまで、スラリーを粉砕した。次に、スラリーを固形分42〜46%で400/4ハニカム基材上にコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で590において1時間か焼した。実施例2Aの場合、Pd充填量は60g/ftであり、ゼオライトウォッシュコート充填量は2.0g/inであった。実施例2Bの場合、Pd充填量は90g/ftであり、ゼオライトウォッシュコート充填量は3.0g/inであった。か焼後の、両方の例において結果として得られたZrO充填量は、ウォッシュコート組成物の約5%であった。
実施例3.Pd−小細孔ゼオライト触媒物品
ゼオライトチャバザイト材料(CHA)を、希釈したPd(NO溶液を含浸させた初期湿潤状態で、110°C/2時間の空気中で乾燥させた後、550°Cの空気中で1時間か焼した。希釈した酢酸ジルコニウム溶液を調製し、これに、か焼したPd/BEA粉末を加えて、約50%の固形分でスラリー懸濁液を形成した。最終粒径D90が10〜15μmに達するまでスラリーを粉砕した。次に、スラリーを固形分42〜46%で400/4ハニカム基材上にコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で590℃において1時間か焼した。Pd充填量は60g/ftであり、ゼオライトウォッシュコート充填量は2.0g/inであり、か焼後のZrO充填量はウォッシュコート組成物の〜約5%であった。
実施例4.ゾーン化されたPd/BEAおよびPd/FER LT−NA触媒物品
実施例1および実施例2によるサンプルは、上記のように調製された。各サンプルを半分に切断し、Pd/BEAコーティングされた基材を入口位置に、Pd/FERコーティングされた基材を出口位置に配置することにより、各サンプルの半分を、ゾーン化されたサンプルに組み立てた。
実施例5.Pd−大細孔ゼオライトとPd−中細孔ゼオライト触媒組成物の均一混合物でコーティングされたLT−NA触媒物品
Pd/BEAおよびPd/FERスラリーはそれぞれ、実施例1および実施例2と同様に調製された。個々のゼオライトにおけるPd%は、1.74%に維持された。2つのスラリーを所望の固形分/固形分比で混合し、次に400/4ハニカム基材上に42〜46%の固形分でコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で590℃において1時間か焼した。総Pd充填量は60g/ftであり、総ゼオライトウォッシュコート充填量は2.0g/inであり、か焼後の、結果として得られたZrO充填量はウォッシュコート組成物の〜約5%であった。
実施例6.Pd−大細孔ゼオライトとPd−小細孔ゼオライト触媒組成物の混合物でコーティングされたLT−NA触媒物品
Pd/BEAおよびPd/CHAスラリーはそれぞれ、実施例1および実施例3と同様に調製された。個々のゼオライトにおけるPd重量%は1.74%に維持された。2つのスラリーを所望の固形分/固形分比で混合し、次に400/4ハニカム基材上に42〜46%の固形分でコーティングした。乾燥後、触媒を空気中で590℃において1時間か焼した。総Pd充填量は60g/ftであり、総ゼオライトウォッシュコート充填量は2.0g/inであり、か焼後の、結果として得られたZrO充填量はウォッシュコート組成物の〜約5%であった。
実施例7.LT−NA/DOC触媒物品
LT−NA下部層は、Pd充填量およびウォッシュコート充填量が元の値の75%(45g/ft Pd、1.5g/inゼオライト)に低下させられたことを除いて、実施例6と同様に調製された。DOC上部層の場合、5%SiO−Al材料は、希釈したPt−アンミン錯体溶液を含浸させた初期湿潤であり、次に希釈したPd硝酸塩溶液に添加して、スラリー懸濁液を形成した。スラリー懸濁液のpHは、希釈されたHNOによって4〜5に調整された。スラリーは、D90=12−15μmに粉砕され、次に、ベータゼオライトおよびアルミナバインダー材料(全ウォッシュコート固形分の3.5%)を加えた。次に、スラリーを、固形分25〜30%でLT−NA下層にコーティングした。乾燥後、サンプルを空気中で590℃において1時間か焼した。Si−アルミナ充填量は0.75g/in、ベータゼオライト充填量は0.35g/in、PGM充填量は21g/ft、Pt/Pd重量比は2/1であった。
実施例8.LT−NA/DOC触媒物品
LT−NA下部層は、Pd充填量およびウォッシュコート充填量が、それぞれ80g/ftおよび2.5g/inに低下させられたことを除いて、実施例5と同様に調製された。BEA/FER比は1:1のままであり、Pd充填量は2つのゼオライト間で均等に分割された。DOC層は、実施例7と同様に調製された。
触媒物品の評価
モノリシック触媒物品は、ディーゼル車両シミュレーターでテストされた。供給組成は中型ディーゼルエンジンから引き出され、NOのみが、入口NOのために使用された。触媒の寸法は1×1×3インチであった。各触媒は、500℃で15分間、10%O/5%HO/5%CO/Nでその場で前処理され、FTP、FTP−US06、およびFTPテストの順で連続的なシーケンスにかけられた。開始から、入口温度が最初に200に達した時点まで吸収されたNOの割合が、コールドスタートNO吸着効率と定義された。
実施例9.排気ガス処理結果
図8は、最初のFTPサイクルにおける、0−400秒の時間に関するNO濃度のプロットである。0〜197秒の期間が、触媒入口温度が200℃未満にとどまるコールドスタートとして定義された。3つのすべての触媒組成物(実施例1、2Aおよび3)は、約160秒までほぼ完全なNO吸着を示した。実施例1の、12員環構造を有しかつ細孔径が6Å未満であるPd/BEAは、触媒入口温度がかろうじて200℃に達したとき、200秒の直前にNOを放出し始めた。実施例2Aの、10員環および<5Å細孔開口を有するPd/FER、および実施例3の、8員環構造および<4Å細孔開口を有するPd/CHAの両方が、より高い温度までNOを吸着し続けた。
図9は、3つの触媒の実施例1〜3のいずれについても、最高温度が〜300℃のときには、完全なNO再生は、FTPサイクルの終了時に観察されなかったことを示す。
図10は、3つのすべての触媒が、不十分なNO脱着により、その後のFTPサイクル(0〜200秒)のコールドスタート中により低いNO吸着を示したことを示す。Pd/BEA(実施例1)は120秒までは優れたNO吸着を示し続けたが、突然のNO脱離が即座に生じ、これは、コールドスタート期間の間、NO吸着効率を全体的に低下させ続けた。実施例2A(Pd/FER)は、サイクルの開始時(0〜60秒)に著しい活性損失を被っているように見えたが、吸着活性はすぐに回復した。さらに、NO脱着は、好ましくは〜260℃に発生した。例3(Pd/CHA)は、NO吸着が最も重要である0〜120秒の間に最悪の動作であっただけでなく、〜150℃で脱着も示し始めた。
理論によって束縛されることは望まないが、これらの3つの異なるゼオライト構造において観察された大きな差異は、BEAなどの大細孔かつ三次元ゼオライトにおけるPdが、特に再生が効率的でなかったときは、コールドスタートNO吸着のために最も好ましいことがある。しかしながら、大細孔チャネルは、吸着されたNO分子との物理的相互作用がより小さいこともあり、このことは、ひいては早期のNO放出を生じることがある。二次元媒体細孔構造を有していたPd/FER(実施例2A)は、完全に再生されなかったならば、より低い温度およびより高い空間速度においてNOを容易に進入させるように見えなかったが、中間温度においてNOを極めて効率的に吸収し、所望の温度に達するまでNOを保持することができた。
図10のデータは、Pd/BEAおよびPd/FERの混合物が、低温においてPd/BEAの高いNO吸着効率を保持する一方、中間温度において、Pd/BEAによって放出されたNOをPd/FERが吸着したことによって、全体的なコールドスタートNO吸着性能を向上させるために有利であることがあることを示唆した。
図11は、本発明のデュアルPdゼオライト構成要素の利点を確認するデータを提供する。図11は、ゾーン化されたPd/BEAおよびPd/FER(実施例4)および均質なPd/BEAおよびPd/FER混合物触媒(実施例5)のFTP2一時的NO濃度と、Pd/BEA(実施例1)またはPd/FERのみ(実施例2A)の触媒とのグラフ比較である。いずれのケースにおいても、ゾーン化された実施例および均質な実施例の場合、Pd/FERと比較して、20〜70秒領域においてNO吸着が改善され、Pd/BEAの大きなNO放出ピーク特性が排除された。
図12は、1/1Pd/BEAおよびPd/CHA混合物触媒(実施例6)と、Pd/BEA−Pd/CHA下側コートおよびPt−Pd/AlおよびBEA上側コートを含んでいたLT−NA/DOC組合せ触媒(実施例7)との、コールドスタート(0〜197秒)NO吸着効率のグラフ比較を提供している。FTP2の場合、Pd/BEA−Pd/FER触媒は、中間温度における放出されたNOのより優れた閉じ込めにより、Pd/BEA−Pd/CHA触媒より高いNO%吸着を実証した。他方で、Pd/BEA−Pd/CHA触媒は、より高いFTP3 NO%吸着を示したが、これは、先行するUS06サイクルの間のより効率的な再生を示唆している。さらに、典型的なDOC層の追加は、LT−NA層におけるPdおよびゼオライト充填量が低いにもかかわらず、FTP2 NO%吸着を大幅に改善するように見えた。
図13は、本発明のLT−NA/DOC触媒物品(実施例8)対本発明のLT−NA物品(実施例2B)の、コールドスタート(0〜197秒)NO吸着性能のグラフ結果を示している。実施例8は、理論によって束縛されることを望まないが、LT−NA層におけるより低いパラジウムおよびゼオライト充填量を含み、これは、FTP1サイクルにおける初期NO吸着効率を低下させ続けることがある。上側に位置するDOCコーティングは、この構成においてLT−NA層へのNOアクセスを妨げることもある。それにもかかわらず、実施例8は、FTP1からFTP2へのNO吸着効率の13%の減少を示したが、実施例2B(Pd/BEA+Pd/FER)は、53%の減少を示した。これらの結果は、ディーゼル酸化触媒(DOC)構成要素の追加により、FTP2における性能が大幅に向上したことを示している。

Claims (48)

  1. 低温NO吸着剤(LT−NA)触媒組成物であって
    大細孔ゼオライトでありかつ第1のパラジウム成分を含む第1のゼオライトと、
    小細孔または中細孔のゼオライトでありかつ第2のパラジウム成分を含む第2のゼオライトとを含む、LT−NA触媒組成物。
  2. 前記第1のゼオライトおよび前記第2のゼオライトがそれぞれアルミノケイ酸塩ゼオライトである、請求項1に記載のLT−NA触媒組成物。
  3. 前記第1のゼオライトのシリカ対アルミナ比(SAR)が約10〜約50である、請求項1または2に記載のLT−NA触媒組成物。
  4. 前記第2のゼオライトのSARが約10〜約50である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  5. 前記第1のゼオライトは、AFI、AFR、AFS、AFY、ASV、ATO、ATS、BEA、BEC、BOG、BPH、BSV、CAN、CON、CZP、DFO、EMT、EON、EZT、FAU、FZU、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、VETおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  6. 前記第1のゼオライトが、BEA、FAUおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のLT−NA触媒組成物。
  7. 前記第2のゼオライトは、ACO、AEI、AEN、AFN、AFT、AFX、APC、APD、ATT、CDO、CHA、DDR、DFT、EAB、EDI、EPI、ERI、GIS、GOO、IHW、ITE、ITW、LEV、KFI、MER、MFI、MON、NSI、OWE、PAU、PHI、RHO、RTH、SAT、SAV、SIV、THO、TSC、UEI、UFI、VNI、YUG、ZONおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  8. 前記第2のゼオライトが、CHA、LEV、AEI、AFX、ERI、SFW、KFI、DDR、ITEおよびそれらの混合物または連晶からなる群から選択される骨格構造タイプを有する小細孔ゼオライトである、請求項7に記載のLT−NA触媒組成物。
  9. 前記第2のゼオライトは、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、WENおよびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  10. 前記第2のゼオライトが二次元細孔系を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  11. 前記第2のゼオライトが、FER、MEL、MFI、STT、およびそれらの混合物または連晶から選択される骨格構造タイプを有する中細孔ゼオライトである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  12. 前記第2のゼオライトが、FER、MWW、CHA、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  13. 前記第1のゼオライトがBEAであり、前記第2のゼオライトがFERである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  14. 第3のパラジウム成分を含む第3のゼオライトをさらに含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  15. 前記第3のゼオライトが大細孔ゼオライトであり、前記第1のゼオライトおよび前記第3のゼオライトが異なる骨格構造タイプを有する、請求項14に記載のLT−NA触媒組成物。
  16. 前記第3のゼオライトが小細孔または中細孔ゼオライトであり、前記第2のゼオライトおよび前記第3のゼオライトが異なる骨格構造タイプを有する、請求項14に記載のLT−NA触媒組成物。
  17. 前記第1のパラジウム成分および前記第2のパラジウム成分が、それぞれ前記第1のゼオライトおよび前記第2のゼオライトに基づき、約0.5重量%〜約6重量%、または約1重量%〜約2重量%の量で存在する、請求項1〜16のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  18. 前記第1のゼオライトと前記第2のゼオライトとの重量比が、約1:9〜約9:1である、請求項1〜17のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  19. 前記第1のゼオライトと前記第2のゼオライトとの重量比が、約0.1:9.9〜約9:1、または約0.1:9.9〜約0.5:9.5である、請求項1〜17のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物。
  20. 内燃機関の排気流を処理するための触媒物品であって、全長を規定する入口端部および出口端部を有する触媒基材と、前記触媒基材上に配置された第1のLT−NA触媒組成物とを含み、前記第1のLT−NA触媒組成物は、請求項1〜19のいずれか一項に記載のLT−NA触媒組成物を含む、内燃機関の排気流を処理するための触媒物品。
  21. 前記第1のLT−NA触媒組成物が、前記第1のゼオライトおよび前記第2のゼオライトを含む混合物の形態である、請求項20に記載の触媒物品。
  22. 前記触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された前記第1のゼオライトを含む第1のウォッシュコートと、
    前記触媒基材の長さの少なくとも一部に配置された前記第2のゼオライトを含む第2のウォッシュコートとを含む、請求項20に記載の触媒物品。
  23. 前記第2のウォッシュコートが前記触媒基材の直接上にあり、前記第1のウォッシュコートが前記第2のウォッシュコートの少なくとも一部の上にある、請求項22に記載の触媒物品。
  24. 前記第1のウォッシュコートが前記触媒基材の直接上にあり、前記第2のウォッシュコートが前記第1のウォッシュコートの少なくとも一部の上にある、請求項22に記載の触媒物品。
  25. 前記触媒物品は、前記第1のウォッシュコートが、前記入口端部から前記全長の約10%〜約70%の長さまで前記触媒基材上に配置され、かつ前記第2のウォッシュコートが、前記出口端部から前記全長の約30〜約90%の長さまで前記触媒基材上に配置されるように、ゾーン構成を有する、請求項22に記載の触媒物品、
  26. 前記触媒物品は、約15〜約200g/ftまたは約60〜約120g/ftの充填量において前記第1および第2のパラジウム成分を含む、請求項20〜25のいずれか一項に記載の触媒物品。
  27. 前記触媒物品は、約1〜約5g/inまたは約2〜約4g/inの全ゼオライト充填量を含む、請求項20〜26のいずれか一項に記載の触媒物品。
  28. 前記触媒物品は、約5〜約50、または約10〜約35のシリカ対アルミナ比(SAR)を有する、請求項20〜27のいずれか一項に記載の触媒物品。
  29. 前記触媒基材は、ウォールフローフィルタまたはフロースルー基材の形態のハニカム基材を含む、請求項20〜28のいずれか一項に記載の触媒物品。
  30. 第1のディーゼル酸化触媒(DOC)組成物をさらに含む、請求項20〜29のいずれか一項に記載の触媒物品。
  31. 前記第1のDOC組成物が、Pt成分および第4のPd成分を含み、前記Pt成分および前記第4のPd成分は、高融点金属酸化物担体材料に支持されている、請求項30に記載の触媒物品。
  32. 前記高融点金属酸化物は、ガンマアルミナまたは約2%〜約10%のSiOがドープされたアルミナを含む、請求項31に記載の触媒物品。
  33. 前記第1のDOC組成物は、実質的にいかなる白金族金属(PGM)種も含まないベータゼオライトをさらに含む、請求項30〜32のいずれか一項に記載の触媒物品。
  34. 前記第1のLT−NA触媒組成物および前記第1のDOC組成物は、均質な単層で前記触媒基材上に存在する、請求項30〜33のいずれか一項に記載の触媒物品。
  35. 前記第1のLT−NA触媒組成物は第1の層を含み、前記第1のDOC組成物は第2の層を含む、請求項30〜33のいずれか一項に記載の触媒物品。
  36. 前記第1の層は、前記触媒基材の長さの少なくとも一部に配置されており、前記第2の層は、前記触媒基材の長さの少なくとも一部に配置されている、請求項35に記載の触媒物品。
  37. 前記第1の層は触媒基材の直接上にあり、前記第2の層は前記第1の層の少なくとも一部の上にある、請求項36に記載の触媒物品。
  38. 前記第2の層は触媒基材の直接上にあり、前記第1の層は前記第2の層の少なくとも一部の上にある、請求項36に記載の触媒物品。
  39. 前記触媒物品は、前記第2の層が、前記入口端部から前記全長の約10%〜約70%の長さまで前記触媒基材上に配置され、かつ前記第1の層が、前記出口端部から前記全長の約30〜約90%の長さまで前記触媒基材上に配置されるように、ゾーン構成を有する、請求項36に記載の触媒物品、
  40. 第3の層をさらに含む、請求項35に記載の触媒物品。
  41. 前記第3の層は前記第2のDOC組成物を含む、請求項40に記載の触媒物品。
  42. 前記第1の層は、前記第2の層と前記第3の層との間に配置されている、請求項41に記載の触媒物品。
  43. 前記第2のDOC組成物は前記第1のDOC組成物と同一である、請求項41または42に記載の触媒物品。
  44. 前記第3の層は第2のLT−NA組成物を含む、請求項40に記載の触媒物品。
  45. 前記第2の層は、前記第1の層と前記第3の層との間に配置されている、請求項44に記載の触媒物品。
  46. 前記第2のLT−NA組成物は前記第1のLT−NA組成物と同一である、請求項44または45に記載の触媒物品。
  47. 前記触媒物品が、内燃機関の下流にありかつ前記内燃機関と流体連通している、請求項20〜46のいずれか一項に記載の触媒物品を含む排気ガス処理システム。
  48. 内燃機関からの排気ガス流中のNOレベルを低減するための方法であって、前記排気ガス流を請求項20〜46のいずれか一項に記載の触媒物品と接触させることを含む、方法。
JP2020566999A 2018-05-29 2019-05-29 超低NOx制御のためのディーゼル酸化触媒 Pending JP2021525643A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862677234P 2018-05-29 2018-05-29
US62/677,234 2018-05-29
PCT/IB2019/054454 WO2019229675A1 (en) 2018-05-29 2019-05-29 Diesel oxidation catalysts for ultralow nox control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021525643A true JP2021525643A (ja) 2021-09-27

Family

ID=68698625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020566999A Pending JP2021525643A (ja) 2018-05-29 2019-05-29 超低NOx制御のためのディーゼル酸化触媒

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11413607B2 (ja)
EP (1) EP3810323A4 (ja)
JP (1) JP2021525643A (ja)
KR (1) KR20210003871A (ja)
WO (1) WO2019229675A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7450727B2 (ja) * 2020-07-31 2024-03-15 三井金属鉱業株式会社 炭化水素吸着材、排ガス浄化触媒及び排ガス浄化システム
EP4237128A1 (en) * 2020-10-29 2023-09-06 BASF Corporation Nox adsorber (na) catalyst with tunable nox adsorption and desorption properties
WO2022195072A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 Basf Corporation System for the treatment of an exhaust gas of a diesel combustion engine
WO2022229604A1 (en) * 2021-04-26 2022-11-03 Johnson Matthey Public Limited Company PASSIVE NOx ADSORBER
GB2615872A (en) * 2021-12-20 2023-08-23 Johnson Matthey Plc A compressed natural gas combustion and exhaust system
EP4302862A1 (en) * 2022-07-06 2024-01-10 Johnson Matthey Public Limited Company Lean nox trap

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015500134A (ja) * 2011-12-12 2015-01-05 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 内燃機関の排ガス処理用の酸化触媒
JP2017505220A (ja) * 2013-12-06 2017-02-16 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 Public Limited Company 2つの異なる貴金属モレキュラーシーブ触媒を含有する排気ガス触媒
WO2018025827A1 (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 エヌ・イーケムキャット株式会社 コールドスタート対応尿素scrシステム
US20180065083A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 Johnson Matthey Public Limited Company Diesel oxidation catalyst with nox adsorber activity

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1640434A1 (en) 2004-09-22 2006-03-29 Indian Oil Corporation Limited Hydrocracking process and catalyst composition
DE102007005703A1 (de) 2006-10-18 2008-04-30 Süd-Chemie AG Katalysatorzusammensetzung und deren Verwendung bei der Transalkylierung von Kohlenwasserstoffen mit hohen Gehalten an aromatischen Verbindungen
JP5560158B2 (ja) 2009-11-19 2014-07-23 イビデン株式会社 ハニカム構造体及び排ガス浄化装置
GB2475740B (en) * 2009-11-30 2017-06-07 Johnson Matthey Plc Catalysts for treating transient NOx emissions
GB201200781D0 (en) * 2011-12-12 2012-02-29 Johnson Matthey Plc Exhaust system for a lean-burn ic engine comprising a pgm component and a scr catalyst
GB201517578D0 (en) * 2015-10-06 2015-11-18 Johnson Matthey Plc Passive nox adsorber
GB2572396A (en) * 2018-03-28 2019-10-02 Johnson Matthey Plc Passive NOx adsorber

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015500134A (ja) * 2011-12-12 2015-01-05 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 内燃機関の排ガス処理用の酸化触媒
JP2017505220A (ja) * 2013-12-06 2017-02-16 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 Public Limited Company 2つの異なる貴金属モレキュラーシーブ触媒を含有する排気ガス触媒
WO2018025827A1 (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 エヌ・イーケムキャット株式会社 コールドスタート対応尿素scrシステム
US20180065083A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 Johnson Matthey Public Limited Company Diesel oxidation catalyst with nox adsorber activity

Also Published As

Publication number Publication date
BR112020024141A2 (pt) 2021-03-02
US11413607B2 (en) 2022-08-16
EP3810323A1 (en) 2021-04-28
EP3810323A4 (en) 2022-03-09
US20210213434A1 (en) 2021-07-15
WO2019229675A1 (en) 2019-12-05
KR20210003871A (ko) 2021-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3461263B1 (en) Zoned configuration for oxidation catalyst combinations
JP6618911B2 (ja) マンガン含有ディーゼル酸化触媒
US11413607B2 (en) Diesel oxidation catalysts for ultralow NOx control
US20220212162A1 (en) LOW TEMPERATURE NOx ADSORBER WITH ENHANCED HYDROTHERMAL STABILITY
CN113597339B (zh) 低温co氧化催化剂
US11154847B2 (en) Catalytic article and exhaust gas treatment systems
KR20190142420A (ko) 디젤 산화 촉매
US20220241761A1 (en) Coordinated emission control system including diesel oxidation catalyst and low temperature nox adsorber
US20230003150A1 (en) LEAN NOx TRAP PLUS LOW TEMPERATURE NOx ADSORBER SYSTEM FOR LOW TEMPERATURE NOx TRAPPING
US11865525B2 (en) Zeolite with Cu and Pd co-exchanged in a composite
US11890600B2 (en) Low temperature NOx adsorber with enhanced regeneration efficiency
BR112020024141B1 (pt) Artigo de catalisador, sistema de tratamento e método para reduzir um nível de nox

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230704

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240206

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20240424

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240514