JP2022530530A - 金属酸化物ナノ粒子ベースの触媒ならびにそれを製造および使用する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、パラジウム、白金、ロジウム、およびそれらの任意の組み合わせから選択される白金族金属、金属酸化物ナノ粒子、および担体を含む、自動車用触媒であって、白金族金属および金属酸化物ナノ粒子が、アルミナ成分などの担体上に均一に分散される、自動車用触媒を提供する。金属酸化物ナノ粒子は、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有する。本発明はまた、少なくとも1つの白金族金属、金属酸化物ナノ粒子、および担体を含む触媒を含む層状触媒物品を提供する。本発明はまた、触媒および触媒物品を調製するためのプロセスと、ガス状排気流を触媒または触媒物品と接触させることを含むガス状排気流を処理する方法と、を提供する。【選択図】図5
Description
関連出願の相互参照
この出願は、2019年4月30日に出願された米国仮出願第62/840428号、および2019年5月31日に出願された欧州出願第19177598.0号のそれらの全体に対する優先権の利益を主張する。
この出願は、2019年4月30日に出願された米国仮出願第62/840428号、および2019年5月31日に出願された欧州出願第19177598.0号のそれらの全体に対する優先権の利益を主張する。
本発明は、排気ガスを処理してそこに含有される汚染物質を低減するのに有用な自動車用触媒および層状触媒物品に関する。特に、本発明は、アルミナなどの安定化担持体上にコロイド状金属酸化物成分とともに堆積された白金、パラジウム、ロジウム、またはそれらの組み合わせなどの白金族金属を含む、自動車用触媒および層状触媒物品に関する。
排気ガス中に存在する炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、および窒素酸化物(NOx)などの汚染物質は、典型的には、厳しい政府規制を満たすために、ガス排気システムに位置付けられた触媒組成物または触媒物品を使用して低減される。触媒組成物または物品は、白金、パラジウム、およびロジウムなどの白金族金属(PGM)から作製される。三元変換(TWC)触媒または四元変換(FWC)触媒などの白金族金属ベースの触媒は、ガソリンエンジンからの汚染物質を効果的に低減することがよく知られている。しかしながら、白金族金属は、高価であるため、PGMの量を低減したTWCまたはFWC触媒および系を提供することが求められている。
そのような需要を満たすために、過去に、PGMをはるかに安価で大量に入手可能な卑金属などの他の金属に少なくとも部分的に置き換えることを含む様々な試みがなされてきた。しかしながら、これらの触媒および系は、HCおよびCOを酸化し、かつNOxを低減する所望の効率の欠如、低い熱安定性などを含むが、これらに限定されない1つ以上の欠点に悩まされている。したがって、これらの触媒は、依然として大量のPGMを利用して所望の効率を達成し、それによりそれらは全体的なコストを削減することができない。
さらに、いくつかの触媒または系では、卑金属の触媒への添加により、PGMの被毒を生じ、触媒効率の低下につながることも見出されている。
したがって、PGMを非PGMに部分的に置き換えることが知られているアプローチとは異なる別のアプローチを提供することが望まれる。したがって、本発明は、ガソリン排出制御に適用される三元変換(TWC)触媒または四元変換(FWC)触媒における白金族金属(PGM)の有効性を改善することを対象とし、これにより、パラジウムなどの高価な白金族金属の利用率を低減させることができる。
第1の態様では、本発明は、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、白金、ロジウム、およびそれらの任意の組み合わせから選択される白金族金属、触媒の総重量に基づいて、1.0~20重量%の量の金属酸化物ナノ粒子、ならびにアルミナ成分を含む自動車用触媒を提供し、白金族金属および金属酸化物ナノ粒子は、透過電子顕微鏡法(TEM)分析またはエネルギー分散型X線分光法(EDS)分析によって決定されたアルミナ成分上に均一に分散され、金属酸化物ナノ粒子とアルミナ成分との重量比は、1:1.5~1:10の範囲である。
1つ以上の実施形態では、金属酸化物ナノ粒子は、透過型電子顕微鏡法(TEM)によって測定される、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有し、白金族金属は、金属酸化物ナノ粒子と密接に接触している。金属酸化物ナノ粒子には、ジルコニアナノ粒子、セリアナノ粒子、酸化マンガン、アルミナナノ粒子、およびチタニアナノ粒子が含まれるが、これらに限定されない。
本発明はまた、i)パラジウム、白金、およびロジウムから選択される少なくとも1つの白金族金属を、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有するコロイド状金属酸化物ナノ粒子に分散させて、混合物を得ることと、ii)該混合物を担体上に共含浸して、触媒を得ることと、を伴う、自動車用触媒を調製するためのプロセスを提供する。
別の態様では、基材上に堆積された本発明の触媒を含む層状自動車触媒物品が提供される。
一実施形態では、触媒物品は、最下層および最上層であって、最下層が、本発明の触媒を含み、最上層が、少なくとも1つの白金族金属、および少なくとも1つの担持体を含む、最下層および最上層と、基材と、を備える。
別の実施形態では、最下層は、少なくとも1つの白金族金属、および少なくとも1つの担持体を含み、最上層は、本発明の触媒を含む。
別の実施形態では、最上層および最下層の両方が、i)担持体上に担持されたロジウム、およびii)本発明の触媒を含む。
さらに別の態様では、本発明は、層状触媒物品を調製するためのプロセスを提供する。
さらに別の態様では、本発明は、排気流を、本発明による触媒または層状触媒物品と接触させることを伴う、ガス状排気流を処理する方法を提供する。
さらなる態様では、本発明は、ガス状排気流を精製するための本発明の触媒または層状触媒物品の使用を提供する。
よりさらなる態様では、本発明は、内燃機関の下流に配設された、触媒または触媒物品を備える内燃機関用の排気システムを提供する。
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、これらは、必ずしも縮尺どおりに描かれておらず、参照番号は、本発明の例示的な実施形態の成分を指す。図面は、単なる例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。本発明の上記および他の特徴、それらの性質、ならびに様々な利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮すると、より明らかになるであろう。
これより、以下で本発明をより十分に説明する。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く、むしろ、これらの実施形態は、本発明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。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。
本明細書に考察される材料および方法を説明する文脈(特に以下の請求項の文脈)における「a」、「an」、「the」という用語、および同様の指示語の使用は、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、単数および複数の両方を網羅すると解釈されるべきである。
本明細書に記載されているすべての方法は、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すべ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。
本明細書で使用される場合、「触媒」または「触媒組成物」という用語は、反応を促進する材料を指す。
本明細書で使用される場合、「流」という用語は、広義的には、固体または液体の微粒子状物質を含有し得る流動ガスの任意の組み合わせを指す。
本明細書で使用される場合、「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、エンジンが上流位置にあり、テールパイプならびにフィルタおよび触媒などの任意の汚染物軽減物品は、エンジンの下流にある。
「排気流」、「エンジン排気流」、「排気ガス流」などの用語は、固体または液体の粒子状物質も含有し得る、流動するエンジン流出ガスの任意の組み合わせを指す。流れは、ガス状成分を含み、例えば、液滴、固体粒子などのようなある特定の非ガス状成分を含有し得る希薄燃焼エンジンの排気である。希薄燃焼エンジンの排気流は、典型的には、燃焼生成物、不完全燃焼生成物、窒素酸化物、可燃性および/または炭素質微粒子状物質(煤)、ならびに未反応の酸素および/または窒素をさらに含む。そのような用語は、本明細書に記載されるような1つ以上の他の触媒系成分の下流の流出物を同様に指す。
本発明は、ガソリン、ディーゼル、圧縮天然ガス、および液化石油ガス排出制御に使用される三元変換(TWC)触媒および四元変換(FWC)触媒などの触媒における白金族金属(PGM)の有効性を改善することに焦点を合わせている。現在知られているTWC技術では、頻繁に使用されるPGMは、パラジウムであり、これはHCの酸化およびNOxの低減に非常に重要である。
一実施形態では、パラジウムは典型的には、ロジウム(Rh)よりもはるかに大量に使用されるため、パラジウム(Pd)の有効性を改善することが目標とされる。本発明は、非常に堅牢なTWCまたはFWC触媒を調製するための効率的なPd促進剤としてコロイド状ZrO2を含むが、これに限定されないコロイド状金属酸化物を使用する効果的な方法を提供する。
一実施形態では、本発明は、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、白金、ロジウム、およびそれらの任意の組み合わせから選択される白金族金属、触媒の総重量に基づいて、1.0~20重量%の量の金属酸化物ナノ粒子、ならびに担体としてのアルミナ成分を含む自動車用触媒を提供し、金属酸化物ナノ粒子とアルミナ成分との重量比は、1:1.5~1:10の範囲であり、白金族金属および金属酸化物ナノ粒子は、アルミナ成分上に均一に分散される。「均一に分散された」という用語は、マトリックス全体またはマトリックス内の各成分の均一な分布または分散を指し、すなわち、任意の所与の表面積は、それぞれ、ナノ粒子およびPGMの実質的に同様の充填量を有し、100nmを超えるPGMおよびナノ粒子の凝集体を欠いている。実質的に同様の充填量は、変動が25%以下、好ましくは10%以下であることを意味する。一実施形態では、触媒の成分の均一な分散は、透過型電子顕微鏡法(TEM)分析によって決定され、図5に示されている。別の実施形態では、触媒の成分の均一な分散は、エネルギー分散型X線分光法(EDS)分析によって決定され、図6に示されている。金属酸化物ナノ粒子には、ジルコニアナノ粒子、セリアナノ粒子、アルミナナノ粒子、およびチタニアナノ粒子が含まれるが、これらに限定されない。金属酸化物ナノ粒子は、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有する。1つの例示的な実施形態では、金属酸化物ナノ粒子は、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する。
D90直径は、粒子の少なくとも90%が所定の粒径(直径)を有する値として表される。換言すれば、粒子のわずか10%がD90よりも大きい粒径を有するであろう。粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)によって測定される。一実施形態では、ナノ粒子の明視野TEM画像は、電荷結合装置(CDD)カメラを使用して収集することができ、個々の粒子の直径は、画像取得ソフトウェアの「線測定」ツールを使用して手動で測定することができる。一実施形態では、粒径は、光散乱法によって測定される。1つの好ましい実施形態では、白金族金属は、パラジウムである例示的な実施形態のうちの1つでは、金属酸化物ナノ粒子の量は、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の範囲である。典型的には、重量は、触媒またはウォッシュコートの乾燥重量(焼成後)として計算される。
本発明によれば、白金族金属は、金属酸化物ナノ粒子と密接に接触している。「密接な接触」への言及は、ジルコニアがPd成分の前にアルミナと接触するように、同じ担持体上でのそのような接触で(例えば、Pdおよびジルコニア)、直接接触して、および/または実質的に近接して、有効量の成分を有することを含む。PGMと金属酸化物ナノ粒子との密接な接触は、透過型電子顕微鏡法(TEM)または走査型電子顕微鏡法(SEM)によって決定される。
白金族金属(PGM)成分は、PGM(Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、および/またはAu)を含む任意の成分を指す。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」についての言及は、任意の原子価状態でのPGMの存在を考慮に入れている。「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、触媒の焼成または使用時に分解するか、他の方法で触媒活性形態、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。
一実施形態では、金属酸化物ナノ粒子は、ランタナ、バリウム、マンガン、イットリウム、プラセオジム、ネオジム、セリア、およびストロンチウムから選択されるドーパントを含む。ドーパントの量は、金属酸化物の総重量に基づいて、1.0~30重量%の範囲である。
本発明の文脈におけるドーパントという用語は、促進剤または安定剤を指す。例えば、ランタナおよびバリアは、安定剤として機能し得、マンガン、イットリウム、プラセオジム、ネオジム、およびセリウムは、促進剤として機能し得る。
実施形態のうちの1つでは、金属酸化物ナノ粒子は、ジルコニアナノ粒子、ランタナ-ジルコニアナノ粒子、バリウム-ジルコニアナノ粒子、イトリア-ジルコニアナノ粒子、セリア-ジルコニアナノ粒子、アルミナナノ粒子、セリアナノ粒子、および酸化マンガンナノ粒子から選択される。別の実施形態では、金属酸化物ナノ粒子は、ランタナ-アルミナナノ粒子、セリア-アルミナナノ粒子、セリア-ジルコニア-アルミナナノ粒子、ジルコニア-アルミナナノ粒子、ランタナ-ジルコニア-アルミナナノ粒子、バリア-アルミナナノ粒子、バリア-ランタナ-アルミナナノ粒子、バリア-ランタナ-ネオジミア-アルミナナノ粒子、バリア-セリア-アルミナナノ粒子、およびセリア-ジルコニア-アルミナナノ粒子から選択される。さらに別の実施形態では、金属酸化物ナノ粒子は、マンガン-セリアナノ粒子である。
一実施形態では、アルミナ成分は、アルミナである。別の実施形態では、アルミナ成分は、ドーパントがドープされたアルミナであり、ドーパントは、ランタナ、セリア、セリア-ジルコニア、ジルコニア、ランタナ-ジルコニア、バリア、バリア-ランタナ、バリア-ランタナ-ネオジミア、バリア-セリア、セリア-ジルコニア、およびそれらの任意の組み合わせから選択される。ドーパントの量は、アルミナの総重量に基づいて、5.0~30重量%の範囲である。1つの例証的な実施形態では、アルミナ成分は、表面積が>20m2/gであり、かつ平均細孔容積が0.2cc/gを超える、アルミナまたはドーパントがドープされたアルミナである。
一実施形態では、本発明の触媒は、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、パラジウム、およびそれらの任意の組み合わせから選択される白金族金属と、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子と、担体としてのアルミナ成分と、を含み、金属酸化物ナノ粒子とアルミナ成分との重量比は、1:1.5~1:7の範囲であり、白金族金属およびジルコニアナノ粒子は、アルミナ成分上に均一に分散され、白金族金属は、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子は、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有する。
別の実施形態では、本発明の触媒は、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、パラジウム、およびそれらの任意の組み合わせから選択される白金族金属と、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子と、担体としてのアルミナ成分と、を含み、金属酸化物ナノ粒子とアルミナ成分との重量比は、1:1.5~1:7の範囲であり、白金族金属およびジルコニアナノ粒子は、アルミナ成分上に均一に分散され、白金族金属は、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子は、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する。
1つの例証的な実施形態では、本発明の触媒は、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウムと、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子と、担体としてのアルミナ成分と、を含み、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比は、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子は、担体上に均一に分散され、パラジウムは、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子は、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有する。
1つの例証的な実施形態では、本発明の触媒は、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウムと、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子と、担体としてのアルミナ成分と、を含み、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比は、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子は、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムは、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子は、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する。
1つの例証的な実施形態では、本発明の触媒は、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウムと、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金と、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子と、担体としてのアルミナ成分と、を含み、パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子は、担体上に均一に分散され、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比は、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよび白金は、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子は、1nm~50nmの範囲のD90直径を有する。
1つの例証的な実施形態では、本発明の触媒は、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウムと、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金と、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子と、担体としてのアルミナ成分と、を含み、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比は、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子は、担体上に均一に分散され、パラジウムおよび白金は、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子は、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する。
一実施形態では、担体上に分散される白金族金属および金属酸化物ナノ粒子は、熱的または化学的に固定される。
熱固定は、例えば、インシピエントウェットネス含浸法を介して担持体上にPGMを堆積させ、続いて得られたPGM/担持体混合物を熱焼成することを伴う。一例として、混合物は、1~25℃/分のランプ速度で400~700℃で1~3時間焼成される。
化学的固定には、PGMを担持体上に堆積させ、続いて追加の試薬を使用してPGMを化学的に変換する固定を伴う。一例として、水性硝酸Pdは、アルミナに含浸される。含浸された粉末は、乾燥または焼成されるのではなく、代わりに、水酸化Baの水溶液に添加される。添加の結果、酸性の硝酸Pdが塩基性の水酸化Baと反応して、水に不溶性の水酸化Pdおよび硝酸Baを得る。したがって、Pdは、細孔中およびアルミナ担持体の表面上に不溶性成分として化学的に固定される。あるいは、担持体に、最初に酸性成分を含浸させ、続いて第2の塩基性成分を含浸させることができる。担持体、例えば、アルミナ上に堆積した2つの試薬間の化学反応は、担持体の細孔および表面上にも堆積する不溶性またはほとんど不溶性の化合物の形成につながる。
別の態様によれば、本発明は、触媒を調製するためのプロセスを提供する。一実施形態では、プロセスは、i)パラジウム、白金、およびロジウムから選択される少なくとも1つの白金族金属を、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有するコロイド状金属酸化物ナノ粒子に分散させて、混合物を得ることと、ii)該混合物をアルミナ成分に共含浸させて、触媒を得ることと、を含む。このプロセスは、白金族金属および金属酸化物ナノ粒子がアルミナ成分上に均一に分散され、白金族金属が金属酸化物ナノ粒子と密接に接触していることを特徴とする。
一実施形態では、触媒の調製プロセスは、i)パラジウムを、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有するコロイド状金属酸化物ナノ粒子に分散させて、混合物を得ることと、ii)該混合物をアルミナ上に共含浸させて、触媒を得ることと、を含む。このプロセスは、パラジウムおよび金属酸化物ナノ粒子が担体上に均一に分散され、Pdが金属酸化物ナノ粒子と密接に接触していることを特徴とする。
一実施形態では、プロセスは、担体上の白金族金属および/または金属酸化物ナノ粒子の熱的または化学的固定のステップをさらに含む。
一実施形態では、触媒の調製プロセスは、i)パラジウムを、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有するコロイド状金属酸化物ナノ粒子に分散させて、混合物を得ることと、ii)該混合物をアルミナ上に共含浸させて、続いて熱固定して触媒を得ることと、を含む。このプロセスは、パラジウムおよび金属酸化物ナノ粒子が担体上に均一に分散され、Pdが金属酸化物ナノ粒子と密接に接触していることを特徴とする。
一実施形態では、プロセスは、触媒の総重量に基づいて、1.0~20重量%の量の酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化ランタン、またはそれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つのアルカリ土類金属酸化物の添加を含む。
一実施形態では、プロセスは、Pd前駆体およびコロイド状ZrO2ゾル材料のアルミナ成分への共含浸、続いてスラリー調製およびハニカムセラミック基材上への洗浄コーティングの前の焼成(550℃で2時間)を含む。ZrO2ゾル材料をPd促進剤として使用する目的は、ナノZrO2上に高度に分散したPd種を生成することであり、これらのナノオンナノエンティティは、老化後にAl2O3ベースの担持体上に高度に分散し、したがって、TWC性能を促進することが期待される。様々な触媒材料は、コロイド状ZrO2の有無にかかわらず調製され、分析される。透過型電子顕微鏡(TEM)分析およびエネルギー分散型X線分光法(EDS)分析の比較をそれぞれ図5および図6に示す。図5aは、950℃で5時間老化された1.5重量%のPdを含む触媒材料のTEM画像を示し、図5bは、950℃で5時間老化された1.5重量%のPdおよび8重量%のコロイド状ZrO2(5~20nm)を含む触媒材料のTEM画像を示し、図5cは、950℃で5時間老化された1.5重量%のPdおよび8重量%の大型ZrO2(>100nm)を含む触媒材料のTEM画像を示す。図6aは、950℃で5時間老化された1.5重量%のPdを含む触媒材料のSTEM-EDS画像を示し、図6bは、950℃で5時間老化された1.5重量%のPdおよび8重量%のコロイド状ZrO2(5~20nm)を含む触媒材料のSTEM-EDS画像を示し、図6cは、950℃で5時間老化された1.5重量%のPdおよび8重量%の大型ZrO2(>100nm)を含む触媒材料のSTEM-EDS画像を示す。担体上の白金族金属および金属酸化物ナノ粒子の均一の分散を図5bおよび図6bで見ることができ、すなわち、ZrO2の分散は、Al2O3担持体全体で非常に微細で一様であり、一方図5Cおよび図6Cは、Al2O3担持体上の一様ではない分離されたZrO2相を示す。
本発明の別の態様によれば、基材上に堆積された本発明の自動車用触媒を含む層状自動車用触媒物品も提供される。触媒は、最下層(第1の層)もしくは最上層(第2の層)または両方の層に存在することができ、すなわち、本発明の触媒は、フロースルーまたは壁流金属基材、およびフロースルーまたは壁流セラミック基材から選択される基材上に最上層または最下層として堆積される。一実施形態では、触媒は、任意選択で、パラジウム、白金、またはロジウムなどの少なくとも1つの第2の白金族金属とともに基材上に堆積される。一実施形態では、パラジウム充填量の量は、0.005~0.15g/in3であり、ロジウム充填量の量は、0.001~0.02g/in3であり、白金充填量の量は、0.005~0.15g/in3であり、金属酸化物ナノ粒子の充填量の量は、0.005~0.25g/in3であり、担体充填量の量は、0.5~3g/in3である。
「触媒物品(catalytic article)」または「触媒物品(catalyst article)」という用語は、基材が、所望の反応を促進するために使用される触媒組成物または触媒でコーティングされる構成要素を指す。
本明細書で使用される場合、「基材」という用語は、典型的には、触媒組成物を含有する複数の粒子を含有するウォッシュコートの形態のモノリス材料を指し、モノリシック材料上に触媒組成物が置かれている。
「モノリシック基材」、または「ハニカム基材」への言及は、入口から出口まで均一かつ連続的な単一構造を意味する。
一実施形態では、基材は、フロースルーまたは壁流金属基材、およびフロースルーまたは壁流セラミック基材から選択される。
触媒物品は、ウォッシュコート触媒として使用される。本明細書で使用される場合、「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である、ハニカム型担体部材などの基材材料に適用される触媒または他の材料の薄い接着性の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。
ウォッシュコートは、液体ビヒクル中のある特定の固形分(例えば、20%~60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。
本明細書において使用され、Heck,Ronald and Farrauto,Robert,Catalytic Air Pollution Control,New York:Wiley-Inter science,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上に配設された材料の、組成的に区別される層を含む。一実施形態では、基材は、1つ以上のウォッシュコート層を含有し、各ウォッシュコート層は、何らかの方式で異なる(例えば、粒径または結晶子相などの、例えば、その物理的特性において異なり得る)、および/または化学的触媒機能が異なり得る。
触媒物品は、「未使用」であってもよく、これは、それが新しく、任意の熱または熱的ストレスに長期間の間曝露されていないことを意味する。「未使用」とはまた、触媒が最近調製され、任意の排気ガスに曝露されていないことを意味し得る。同様に、「老化した」触媒物品は、新しくはなく、長期間(すなわち3時間超)の間排気ガスおよび高温(すなわち500℃超)に曝露されている。
1つ以上の実施形態によれば、本発明の触媒物品の基材は、自動車用触媒を調製するために典型的に使用される任意の材料で構築され得、典型的にはセラミックまたは金属モノリシックハニカム構造を備える。基材は、典型的には、上記で本明細書に記載の触媒組成物を含むウォッシュコートが塗布および接着される複数の壁面を提供し、それにより触媒組成物用の担体として作用する。
例示的な金属基材は、チタンおよびステンレス鋼ならびに鉄が実質的なまたは主な成分である他の合金などの耐熱性金属および金属合金を含む。そのような合金は、1つ以上のニッケル、クロム、および/またはアルミニウムを含有し得、これらの金属の総量は、有利には、合金の少なくとも15重量%、例えば、10~25重量%のクロム、3.0~8.0重量%のアルミニウム、および最大で20重量%のニッケルを含み得る。合金はまた、マンガン、銅、バナジウム、およびチタンなどの、少量または微量の1つ以上の金属を含有し得る。金属基材の表面は、高温、例えば、1000℃以上で酸化されて、基材の表面上に酸化物層を形成し、合金の耐食性を改善し、かつ金属表面へのウォッシュコート層の接着を容易にし得る。
基材の構築に使用されるセラミック材料には、任意の好適な耐火性材料、例えば、コーディエライト、ムライト、コーディエライト-αアルミナ、窒化ケイ素、ジルコンムライト、スポジュメン、アルミナ-シリカマグネシア、ジルコンシリケート、シリマナイト、マグネシウムシリケート、ジルコン、ペタライト、アルミナ、アルミノシリケートなどが含まれ得る。
通路が流体流に開放されるように、基材の入口から出口面まで延在する複数の微細で平行なガス流路を有するモノリシックフロースルー基材などの、任意の好適な基材を用いることができる。入口から出口への本質的に直線の経路である通路は、通路を通して流れるガスが触媒材料と接触するように、触媒材料がウォッシュコートとしてコーティングされる壁によって画定される。モノリシック基材の流路は、例えば、台形、長方形、正方形、正弦波形状、六角形、楕円形、および円形などの任意の好適な断面形状のものであり得る薄壁チャネルである。そのような構造は、断面の1平方インチ当たり約60~約1200以上のガス入口開口部(すなわち、「セル」)(cpsi)、より一般的には、約300~600cpsiを含有し得る。フロースルー基材の壁厚は、変動する可能性があり、典型的な範囲は、0.002~0.1インチである。代表的な市販のフロースルー基材は、400cpsiおよび6.0ミルの壁厚、または600cpsiおよび4ミルの壁厚を有するコーディエライト基材である。しかしながら、本発明は、特定の基材の種類、材料、または幾何学的形状に限定されないことが理解されるであろう。代替的な実施形態では、基材は、各通路が、基材本体の一端で非多孔性プラグによって閉塞され、交互の通路が反対側の端面で閉塞されている、壁流基材であってもよい。これは、出口に到達するために、ガス流が壁流基材の多孔性壁を通ることを必要とする。そのようなモノリシック基材は、約100~400cpsi、より典型的には、約200~約300cpsiなどの、最大約600またはそれよりも多いcpsiを含有し得る。セルの断面形状は、上記に説明されているように、変動する可能性がある。壁流基材は、典型的には、0.002~0.1インチの壁厚を有する。代表的な市販の壁流基材は、多孔性コーディエライトから構築され、その例は、200cpsiおよび10ミルの壁厚、または8ミルの壁厚を有する300cpsi、ならびに45~65%の壁の多孔度を有する。チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、および窒化ケイ素などの他のセラミック材料もまた、壁流フィルタ基材として使用される。しかしながら、本発明は、特定の基材の種類、材料、または形状には限定されないことが理解されるであろう。基材が壁流基材である場合、触媒組成物は、壁の表面に配設されることに加えて、多孔性壁の細孔構造内に浸透し得る(すなわち、細孔開口部を部分的または完全に塞ぐ)ことに留意されたい。
図3Aおよび図3Bは、本明細書に記載のウォッシュコート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を示す。図3Aを参照すると、例示的な基材2は、円筒形状を有し、円筒外面4、上流端面6、および端面6と同一の対応する下流端面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3Bに見られるように、流路10は、壁12によって形成され、基材2を通って上流端面6から下流端面8まで延在し、通路10は、遮られておらず、流体、例えば、ガス流が、そのガス流路10を介して基材2を通って長手方向に流れることを可能にする。図3でより容易に見られるように、壁12は、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、ウォッシュコート組成物は、必要に応じて、複数の区別される層に適用することができる。示される実施形態では、ウォッシュコートは、基材部材の壁12に接着された別個の第1のウォッシュコート層14および第1のウォッシュコート層14の上にコーティングされた第2の別個のウォッシュコート層16からなる。一実施形態では、本発明はまた、2つ以上(例えば、3つまたは4つ)のウォッシュコート層で実施され、示される2層の実施形態に限定されない。
図4は、本明細書に記載のウォッシュコート組成物でコーティングされた壁流フィルタ基材の形態の例示的な基材2を示す。図4に見られるように、例示的な基材2は、複数の通路52を有する。通路は、フィルタ基材の内壁53により管状に囲まれている。基材は、入口端54および出口端56を有する。交互の通路は、入口端で入口プラグ58により、出口端で出口プラグ60により塞がれて、入口54および出口56で逆となる市松模様を形成する。ガス流62は、塞がれていないチャネル入口64を通して入り、出口プラグ60によって止められ、(多孔性である)チャネル壁53を通して出口側66に拡散する。ガスは、入口プラグ58のために、壁の入口側に戻って通ることができない。本発明で使用される多孔性壁流フィルタは、該要素の壁がその上に1つ以上の触媒材料を有する、またはその中に含有するという点で触媒作用を受ける。触媒材料は、要素壁の入口側のみ、出口側のみ、入口側および出口側の両方に存在してもよく、または壁自体が、触媒材料からすべてまたは一部が構成されてもよい。本発明は、要素の入口壁および/または出口壁における1つ以上の触媒材料層の使用を含む。
本発明は、以下の非限定的な実施形態の助けを借りて説明される。
一実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、白金、およびそれらの任意の組み合わせから選択される白金族金属、ii)触媒の総重量に基づいて、1.0~20重量%の量の金属酸化物ナノ粒子、ならびにiii)アルミナ成分担体を含む触媒であって、
金属酸化物ナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:10の範囲であり、白金族金属および金属酸化物ナノ粒子が、アルミナ担持体上に均一に分散され、
該ナノ粒子が、透過型電子顕微鏡法(TEM)によって測定された1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)パラジウム、白金、ロジウム、またはそれらの任意の混合物を含む少なくとも1つの白金族金属、ならびにアルミナ担持体、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分から選択される少なくとも1つの担持体を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、白金、およびそれらの任意の組み合わせから選択される白金族金属、ii)触媒の総重量に基づいて、1.0~20重量%の量の金属酸化物ナノ粒子、ならびにiii)アルミナ成分担体を含む触媒であって、
金属酸化物ナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:10の範囲であり、白金族金属および金属酸化物ナノ粒子が、アルミナ担持体上に均一に分散され、
該ナノ粒子が、透過型電子顕微鏡法(TEM)によって測定された1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)パラジウム、白金、ロジウム、またはそれらの任意の混合物を含む少なくとも1つの白金族金属、ならびにアルミナ担持体、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分から選択される少なくとも1つの担持体を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
アルミナ担持体は、アルミナ、ランタナ-アルミナ、セリア-アルミナ、セリア-ジルコニア-アルミナ、ジルコニア-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、または任意のそれらの組み合わせを含む。
ジルコニア成分は、ジルコニア、ランタナ-ジルコニア、バリウム-ジルコニア、またはセリア-ジルコニアを含む。
酸素貯蔵成分は、セリア-ジルコニア、セリア-ジルコニア-ランタナ、セリア-ジルコニア-イットリウム、セリア-ジルコニア-ランタナ-イットリウム、セリア-ジルコニア-ネオジム、セリア-ジルコニア-プラセオジム、セリア-ジルコニア-ランタナ-ネオジム、セリア-ジルコニア-ランタナ-プラセオジム、セリア-ジルコニア-ランタナ-ネオジム-プラセオジム、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
一実施形態では、触媒物品を調製する際に利用されるアルミナ成分は、アルミナである。別の実施形態では、アルミナ成分は、ドーパントでドープされたアルミナであり、ドーパントは、ランタナ、セリア、セリア-ジルコニア、ジルコニア、ランタナ-ジルコニア、バリア、バリア-ランタナ、バリア-ランタナ-ネオジミア、バリア-セリア、セリア-ジルコニア、およびそれらの任意の組み合わせから選択され、ドーパントの量は、アルミナの総重量に基づいて、5.0~30重量%の範囲である。
一実施形態では、最下層および/または最上層は、最下層または最上層の総重量に基づいて、1.0~20重量%の量の酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化ランタン、またはそれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つのアルカリ土類金属酸化物を含む。
別の実施形態では、触媒物品は、
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:10の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアのナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)パラジウム、白金、ロジウム、またはそれらの任意の混合物を含む少なくとも1つの白金族金属、およびアルミナ担持体、酸素貯蔵成分、ジルコニア成分から選択される少なくとも1つの担持体を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:10の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアのナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)パラジウム、白金、ロジウム、またはそれらの任意の混合物を含む少なくとも1つの白金族金属、およびアルミナ担持体、酸素貯蔵成分、ジルコニア成分から選択される少なくとも1つの担持体を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナ成分を含む触媒であって、金属酸化物ナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアのナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナ成分を含む触媒であって、金属酸化物ナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアのナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
さらに別の実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアのナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにアルミナ成分、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分のいずれか上に担持された白金を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアのナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにアルミナ成分、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分のいずれか上に担持された白金を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナを含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアのナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分およびアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにアルミナ成分、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分のいずれか上に担持された白金を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナを含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアのナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分およびアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにアルミナ成分、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分のいずれか上に担持された白金を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびに
触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびに
触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびに
iii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)
i)酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、および
ii)アルミナ成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびに
iii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)
i)酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、および
ii)アルミナ成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、
iii)酸化バリウム、ならびに
iv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)アルミナおよび酸素貯蔵成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、
iii)酸化バリウム、ならびに
iv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)アルミナおよび酸素貯蔵成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)
i.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii.酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、
iii.酸化バリウム、ならびに
iv.酸化ランタンを含む、最下層と、
b)i)アルミナおよび酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、備える。
a)
i.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii.酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、
iii.酸化バリウム、ならびに
iv.酸化ランタンを含む、最下層と、
b)i)アルミナおよび酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、
ii.アルミナ成分、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分のいずれかの上に担持された白金、ならびに
iii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、
ii.アルミナ成分、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分のいずれかの上に担持された白金、ならびに
iii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分およびアルミナ上に担持されたロジウム、
ii.アルミナ成分、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分のいずれかの上に担持された白金、ならびに
iii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含み、両方ともアルミナ上に均一に分散された触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分およびアルミナ上に担持されたロジウム、
ii.アルミナ成分、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分のいずれかの上に担持された白金、ならびに
iii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含み、両方ともアルミナ上に均一に分散された触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
および
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
および
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)
i.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii.酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびに
iii.酸化バリウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナを含む触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)
i.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii.酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびに
iii.酸化バリウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナを含む触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ならびにii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウムを含む、最下層と、
b)
i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ担持体上に担持されたロジウムおよびパラジウム、ならびに
ii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ならびにii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウムを含む、最下層と、
b)
i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ担持体上に担持されたロジウムおよびパラジウム、ならびに
ii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびにiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ担持体上に担持されたロジウムおよびパラジウム、ならびにii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびにiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ担持体上に担持されたロジウムおよびパラジウム、ならびにii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびにiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびにiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにii)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、iii)酸化バリウム、ならびにiv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウムおよびパラジウム、
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
iii.酸化バリウム、ならびに
iv.酸化ランタンを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、iii)酸化バリウム、ならびにiv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウムおよびパラジウム、
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
iii.酸化バリウム、ならびに
iv.酸化ランタンを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、白金、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、白金、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、を備える。
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、白金、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、白金、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触している、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびにiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、白金、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触している、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびにiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、ならびに
ii.触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、白金、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
1つの例示的な実施形態では、触媒物品は、
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~10重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびにiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
最上層が、a)酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、b)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、1.0~10の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、白金、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、白金およびパラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ならびにc)酸化バリウムを含み、
c)基材と、を備える。
a)i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、3.0~10重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、パラジウムおよびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびにiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
最上層が、a)酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、b)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、1.0~10の量のパラジウム、および触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、白金、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、白金およびパラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、ならびにc)酸化バリウムを含み、
c)基材と、を備える。
一実施形態では、触媒物品は、
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ担持体上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ担持体上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
別の実施形態では、触媒物品は、
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナを含む触媒であって、
パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびに
iii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)
i)酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、および
ii)アルミナ成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナを含む触媒であって、
パラジウム、白金、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびに
iii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)
i)酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、および
ii)アルミナ成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
さらに別の実施形態では、触媒物品は、
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、
iii)酸化バリウム、ならびに
iv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)アルミナおよび酸素貯蔵成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、
iii)酸化バリウム、ならびに
iv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)アルミナおよび酸素貯蔵成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
さらに別の実施形態では、触媒物品は、
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、
iii)酸化バリウム、ならびに
iv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)アルミナ担持体および酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、ならびに触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
パラジウム、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
a)
i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒、
ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、
iii)酸化バリウム、ならびに
iv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)アルミナ担持体および酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、ならびに触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の白金、触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子、およびアルミナ成分を含む触媒であって、
ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよび白金が、ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
パラジウム、パラジウム、およびジルコニアナノ粒子が、アルミナ成分上に均一に分散され、該ジルコニアナノ粒子が、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える。
本発明の別の態様では、本明細書で上に記載された層状触媒物品を調製するためのプロセスが提供される。一実施形態では、プロセスは、最下層スラリーを調製し、続いて最下層スラリーを基材上に堆積させて最下層を得る。さらに、最上層のスラリーを調製し、最下層上に堆積させて最上層を得、続いて400~700℃の範囲の温度で焼成する。
一実施形態では、このプロセスは、最上層を最下層上に堆積させる前に焼成のステップをさらに含み、焼成は、400~700℃の範囲の温度で実施される。
一実施形態では、最下層スラリーを調製するステップは、以下のステップを伴う:
第1のステップでは、パラジウム、白金、およびロジウムから選択される少なくとも1つの白金族金属を、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有するコロイド状金属酸化物ナノ粒子に分散させて、混合物を得、ii)該混合物をアルミナ成分担体上に共含浸させて、第1の混合物を得る。
第1のステップでは、パラジウム、白金、およびロジウムから選択される少なくとも1つの白金族金属を、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有するコロイド状金属酸化物ナノ粒子に分散させて、混合物を得、ii)該混合物をアルミナ成分担体上に共含浸させて、第1の混合物を得る。
次のステップでは、白金、ロジウム、パラジウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つの白金族金属を、アルミナ成分および酸素貯蔵成分から選択される少なくとも1つの担持体上に堆積させて、第2の混合物を得、第1の混合物と第2の混合物とを混合して、第2の層スラリーを得る。
一実施形態では、最上層スラリーを調製するステップは、白金、ロジウム、パラジウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つの白金族金属を、アルミナ担持体および酸素貯蔵成分から選択される少なくとも1つの担持体上に堆積させることを伴う。
一実施形態では、最下層スラリーまたは最上層スラリーを調製するステップは、インシピエントウェットネス含浸技術(A)、共沈法(B)、および共含浸法(C)から選択される技術を含む。
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れ、次いで、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持体に添加される。毛細管現象により、溶液が担持体の細孔に引き込まれる。担持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。触媒を乾燥および焼成して、溶液内の揮発性成分を除去し、触媒担持体の表面上に金属を堆積させる。含浸さ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。
担持体粒子は、典型的には、溶液の実質的にすべてを吸収して、湿潤固体を形成するのに十分に乾燥している。ロジウムが活性金属である場合、塩化ロジウム、硝酸ロジウム(例えば、Ru(N0)3およびそれらの塩)、酢酸ロジウム、またはそれらの組み合わせ、ならびにパラジウムが活性金属である場合、硝酸パラジウム、パラジウムテトラアミン、酢酸パラジウム、またはそれらの組み合わせなどの、水溶性化合物または活性金属の錯体の水溶液が、典型的には、利用される。活性金属溶液を用いた担持体粒子の処理後、粒子を、高温(例えば、100~150℃)で一定期間(例えば、1~3時間)、熱処理するなどによって、粒子は乾燥され、次いで、活性金属をより触媒的に活性な形態に変換するために焼成される。例示的な焼成プロセスは、約400~550℃の温度で10分間~3時間、空気中で熱処理することを伴う。上記のプロセスは、所望の水準の活性金属含浸に到達するために必要に応じて繰り返されてもよい。
上記の触媒組成物は、典型的には、上記のように触媒粒子の形態で調製される。これらの触媒粒子を水と混合して、ハニカム型基材などの触媒基材をコーティングする目的でスラリーを形成する。触媒粒子に加えて、スラリーは、任意選択的に、アルミナ、シリカ、酢酸ジルコニウム、コロイド状ジルコニア、もしくは水酸化ジルコニウムの形態の結合剤、会合性増粘剤、および/または界面活性剤(アニオン性、カチオン性、非イオン性、もしくは両性の界面活性剤を含む)を含有してもよい。他の例示的な結合剤としては、ベーマイト、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挙げられる。結合剤は、存在する場合、典型的に、総ウォッシュコート充填量の約1.0~5.0重量%の量で使用される。スラリーに酸性または塩基性の種の添加を行い、それによりpHを調整する。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、硝酸水溶液、または酢酸の添加により調整される。スラリーの典型的なpH範囲は、約3.0~12である。
スラリーを粉砕して、粒径を低減させ、粒子の混合を促進してもよい。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、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。D90は、専用の粒径分析装置を使用して決定される。この実施例で用いられている機器は、レーザー回折を使用して、少量のスラリーの粒径を測定する。典型的にはミクロン単位のD90は、粒子の数の90%が、引用値よりも小さな直径を有することを意味する。
当該技術分野において知られている任意の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。コーティングされた基材は、その後、高温(例えば、100~150℃)で一定期間(例えば、10分~3時間)の間乾燥させ、次いで、例えば、400~700℃で、典型的には約10分~約3時間の間加熱することによって焼成させる。乾燥および焼成後、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られる。焼成の後に、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ができ、すなわち2回以上のウォッシュコートを塗布してもよい。
ある特定の実施形態では、コーティングされた基材は、コーティングされた基材に熱処理を施すことによって老化させる。1つの特定の実施形態では、老化は、空気中の体積%の水の環境において、約850℃~約1050℃の温度で20時間行われる。したがって、ある特定の実施形態では、老化した触媒物品が提供される。ある特定の実施形態では、特に効果的な材料は、老化(例えば、約850℃~約1050℃で、空気中の10体積%の水、20時間の老化)時にそれらの細孔体積の高いパーセンテージ(例えば、約95~100%)を維持する金属酸化物ベースの担持体(実質的に100%のセリア担持体を含むが、これに限定されない)を含む。
1つの例示的な実施形態では、i)触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、ii)触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量で、5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有するジルコニアナノ粒子、およびiii)アルミナ成分を含む最下層であって、パラジウムおよびジルコニア、ジルコニアナノ粒子とアルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、ナノ粒子は、アルミナ成分上に均一に分散され、パラジウムが、ジルコニアナノ粒子と密接に接触している、最下層と、セリア-ジルコニアおよびアルミナ上に担持されたロジウムを含む最上層と、基材と、を備える触媒物品が調製される。このプロセスは、以下のステップを伴う:最初に、Pd前駆体およびコロイド状ZrO2ゾル材料をアルミナベースの担持体上に共含浸させ、続いて焼成(550℃で2時間)して第1の混合物を得る。これとは別に、酸化バリウムの添加とともに、パラジウムをセリア-ジルコニアに含浸させて、第2の混合物を得る。第1および第2の混合物を一緒に混合して、基材上に堆積される最下層のスラリーを得る。ロジウムがアルミナおよびセリア-ジルコニア担持体に含浸され、最下層上に堆積される別のスラリーが調製される。
ウォッシュコートされた触媒は、燃料カット(リーンリッチ)プロトコルを使用して実際のエンジンで950℃で75時間老化させ、FTP-75サイクルを使用して車両で試験される。
車両試験の結果は、Al2O3ベースの担持体上のPd促進剤としてコロイド状ZrO2ゾルを有する本発明の触媒が、大幅に改善されたHCおよびNOx性能を提供することを明確に示した。最適なコロイド状ZrO2粒径は、5.0~20nmであることが分かる。100nmなどのより大きなコロイド状ZrO2粒子は、全く利益を提供せず、またはさらに悪いTWC性能を提供する。特性評価の結果は、適切なサイズのコロイド状ZrO2ゾルをPdプロンプターとして使用すると、Al2O3ベースの担持体上のPd分散を十分に高め得ることを示し、これは、おそらくPdとナノZrO2との間の電子的相互作用によるものであり、TWC性能が大幅に改善した原因である。
結果は、参照触媒と比較して、炭化水素(HC)排出量がミッドベッドで30~40%およびテールパイプで10~20%低減され、窒素酸化物(NOx)排出量がミッドベッドで60~70%およびテールパイプで30~40%低減されたことを示した。効率的なPdの促進剤としてのZrO2を使用することによって、TWC性能のこの強化された改善は、特に最近Pd価格がはるかに高くなっている場合は、PGMの使用量を低減するのに特に有益である。
本発明の別の態様によれば、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を処理する方法であって、該排気流を、本発明によるプロセスによって得られた触媒または層状触媒物品もしくは層状触媒物品と接触させることを含む、方法が提供される。
別の態様では、ガス状排気流中の炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物レベルを低減する方法であって、ガス状排気流を、本プロセスによって得られた触媒または層状触媒物品もしくは層状触媒物品と接触させて、排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のレベルを低減することを含む、方法が提供される。
さらに別の態様では、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を精製するための触媒または層状触媒物品の使用が提供される。
本発明は、内燃機関の下流または上流に配設された触媒または層状触媒物品を備える、内燃機関用の排気システムをさらに提供する。一実施形態では、層状触媒物品は、ガソリンエンジン車両において、従来のCC2触媒(近接結合触媒)とともにCC1触媒(近接結合触媒)として使用される。別の実施形態では、層状触媒物品は、ガソリンエンジン車両において、従来のCC1触媒(近接結合触媒)とともにCC2触媒(近接結合触媒)として使用される。
本発明の態様は、以下の実施例によってさらに完全に示され、これらは、本発明のある特定の態様を示すために記載されており、それを限定するものとして解釈されるべきではない。
実施例1:層状三元触媒の調製(参照触媒-1、RC-1、最下層:Pd-Al、最上層:Rh-Al/OSC):
A.最下層(第1の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で18.52g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=350グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
A.最下層(第1の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で18.52g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=350グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(18.52グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM)(481グラム:OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5%、Y=5%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウムを混合しながら水に添加した。これに酢酸バリウム(192.5g)および96グラムの酢酸ジルコニルを添加して、混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウムを混合しながら水に添加した。これに酢酸バリウム(192.5g)および96グラムの酢酸ジルコニルを添加して、混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(9.6グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.6g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
B.最上層(第2の層)の調製:
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で11.1g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=481グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、390グラムの水に分散された390グラムの水に分散された102.5グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で11.1g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=481グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、390グラムの水に分散された390グラムの水に分散された102.5グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で11.1g)を、インシピエントウェットネス法を使用して340グラムの酸素貯蔵材料(OSC=CeO2-ZrO2)に含浸した。OSCに含浸されたRhは、390グラムの水に分散された102.5グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(390グラムの水に分散された酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。得られたスラリーのpHを、約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
全体的なウォッシュコート充填量:
・最下層コート:Pd=0.0256g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.25g/in3、アルミナ=0.95g/in3、ZrO2=0.05g/in3、BaO=0.3g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。総最下層ウォッシュコート充填量=2.6g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.5g/in3、OSM=.35ZrO2=0.05g/in3、アルミナ結合剤:0.025g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量:1.27g/in3。
・最下層コート:Pd=0.0256g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.25g/in3、アルミナ=0.95g/in3、ZrO2=0.05g/in3、BaO=0.3g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。総最下層ウォッシュコート充填量=2.6g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.5g/in3、OSM=.35ZrO2=0.05g/in3、アルミナ結合剤:0.025g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量:1.27g/in3。
実施例2:層状三元触媒(発明触媒-1、IC-1、最下層:Pd-コロイド状ジルコニア-Al、および最上層:Rh-Al/Zr)の調製:
A.最下層(第1の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で28.6g)を、98.6グラムの水分散コロイド状ジルコニア溶液(固体ZrO2=30%、平均粒径:<5.0~20nm、TEMで測定)と混合し、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=593グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
A.最下層(第1の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で28.6g)を、98.6グラムの水分散コロイド状ジルコニア溶液(固体ZrO2=30%、平均粒径:<5.0~20nm、TEMで測定)と混合し、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=593グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(28.5グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM)(759グラム:OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5.0%、Y=5.0%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを混合しながら水に添加した。これに酢酸バリウム(300g)および98.6グラムの酢酸ジルコニルを添加して、混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを混合しながら水に添加した。これに酢酸バリウム(300g)および98.6グラムの酢酸ジルコニルを添加して、混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(22.6グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.6g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。得られたウォッシュコートをTEMおよび/またはエネルギー分散型X線分光法(EDS)によって表面分析したところ、パラジウムおよびジルコニアが均一に分散し、アルミナ担体上に固定されていることが分かった。図5bは、均一な分散を示している。TEMによって分析した粒径は、5~20nmのサイズのジルコニアナノ粒子を示している。
B.最上層(第2の層)の調製:
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で11.1g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=488グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、390グラムの水に分散された102.5グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(390グラムの水に分散された酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。得られたスラリーのpHを、約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で11.1g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=488グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、390グラムの水に分散された102.5グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(390グラムの水に分散された酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。得られたスラリーのpHを、約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で11.1g)を、インシピエントウェットネス法を使用して340グラムの酸素貯蔵材料(OSC=CeO2-ZrO2)に含浸した。OSCに含浸されたRhは、390グラムの水に分散された102.5グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(390グラムの水に分散された酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
全体的なウォッシュコート充填量:
・最下層コート:Pd=0.0256g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.25g/in3、コロイド状ZrO2=0.125、アルミナ=0.95g/in3、BaO=0.3g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=2.7g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.5g/in3、OSM=.35 ZrO2=0.05g/in3、アルミナ結合剤:0.025g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量:1.27g/in3。
・最下層コート:Pd=0.0256g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.25g/in3、コロイド状ZrO2=0.125、アルミナ=0.95g/in3、BaO=0.3g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=2.7g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.5g/in3、OSM=.35 ZrO2=0.05g/in3、アルミナ結合剤:0.025g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量:1.27g/in3。
基材上に層状構造を有する参照触媒(RC-1)および発明触媒(IC-1)の設計を図1Aに示す。図1Aは、ロジウムの最上部コートが両方の触媒(RC-1およびIC-1)で同じに保たれているのに対し、両方の触媒の最下部コート(第1の層)が変化したことを示しており、すなわち、発明触媒(IC-1)の最下部コートは、Al2O3ベースの担持体上にコロイド状ZrO2を有するPdを含有し、参照触媒(RC-1)の最下部コートは、Al2O3ベースの担持体上にPdを含有し、コロイド状ジルコニアを欠いている。
参照触媒(RC-1)および発明触媒(IC-1)の比較試験:
調製したままのフルパーツウォッシュコートされた触媒(Pd/Rh=46/4g/ft3、4.16”x3.0”、600/4)を、エンジン上で950℃で75時間老化させ、FTP-75サイクルで車両上のCC-1触媒として試験した。CC-2触媒をすべての試験で同じに保ち、これは、Pd:Rh充填量が14/4g/ft3である単純なPd最下部コートおよびRh最上部コート触媒であった。
調製したままのフルパーツウォッシュコートされた触媒(Pd/Rh=46/4g/ft3、4.16”x3.0”、600/4)を、エンジン上で950℃で75時間老化させ、FTP-75サイクルで車両上のCC-1触媒として試験した。CC-2触媒をすべての試験で同じに保ち、これは、Pd:Rh充填量が14/4g/ft3である単純なPd最下部コートおよびRh最上部コート触媒であった。
図2Aは、ミッドベッドおよびテールパイプのHCおよびNOxの累積排出量に関する参照触媒(RC-1)および発明触媒(IC-1)についての車両でのFTP-75試験結果を示している。明らかにPd促進剤として作用するZrO2ゾル材料がミッドベッドのHC排出量を有意に減少させることが観察される。HCの低減は、34%であることが分かった。テールパイプのHC排出分析から、ZrO2ゾル促進剤がHC累積排出量を14%減少させることが分かった。さらに、参照触媒(RC-1)と比較して、ZrO2ゾルを含有する発明触媒(IC-1)は、ミッドベッドのNOx排出の有意な減少を示した。その低減は、72%であることが分かった。テールパイプのHC排出分析から、ZrO2ゾル促進剤がNOx排出量を39%低減させることが分かった。したがって、HCおよびNOx排出量の両方の結果に基づいて、PdをAl2O3に共含浸させたZrO2ゾル材料が、HCおよびNOxの低減性能を大幅に向上させ得ることを明確に結論付けることができる。
実施例3:層状三元触媒の調製(参照触媒-2、RC-2、最上層および最下層の両方がAl上にPdを含有する):
A.最下層の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で11.46g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4%の酸化La(Laドープしたアルミナ=303グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
A.最下層の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で11.46g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4%の酸化La(Laドープしたアルミナ=303グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(17.2グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM、606グラム、OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5.0%、Y=5.0%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウムを、pH約4.0~4.5で混合しながら硝酸La溶液(99g、La2O3=30%)を含有する水に添加し、硫酸バリウム(91.4g、BaO=65%)を添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウムを、pH約4.0~4.5で混合しながら硝酸La溶液(99g、La2O3=30%)を含有する水に添加し、硫酸バリウム(91.4g、BaO=65%)を添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(59@20%の固体)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.6g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
B.最上層(第2の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で19.95g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=388グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で19.95g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=388グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(6.65g)および硝酸Rh(12.06g)の溶液を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM、528g、OSC=10%のCeO2)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
アルミナ上の焼成したパラジウムを、pH約4.0~4.5で混合しながら、硝酸La溶液(146g、La2O3=27%)を含有する水に添加した。これに硫酸バリウム(60g、BaO=65%)を添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
酸素貯蔵材料上の焼成したパラジウム/ロジウム(CE-ZO2、10%のCeO2)を水に添加し、pHを、約4.0~4.5のpHに、硝酸で調整した。スラリーを、アイガーミルを使用して、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
得られた2つのスラリーを混合し、必要に応じてpHを約4.0~4.5に調整した。この混合物に、アルミナ結合剤(52@20%の固体)を添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約1.9g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
全体的なウォッシュコート充填量:
・最下層コート:Pd=0.0133g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.0g/in3、アルミナ=0.5g/in3、BaO=0.1g/in3、La2O3=0.05g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=1.68g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、Pd=0.0133g/in3、アルミナ=0.75g/in3、OSM=1.0g/in3、La2O3=0.075g/in3、BaO=0.075g/in3、アルミナ結合剤:0.025g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量=1.94g/in3。
・最下層コート:Pd=0.0133g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.0g/in3、アルミナ=0.5g/in3、BaO=0.1g/in3、La2O3=0.05g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=1.68g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、Pd=0.0133g/in3、アルミナ=0.75g/in3、OSM=1.0g/in3、La2O3=0.075g/in3、BaO=0.075g/in3、アルミナ結合剤:0.025g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量=1.94g/in3。
実施例4:層状三元触媒の調製(発明触媒-2、IC-2、最上層および最下層の両方がPd-コロイド状ジルコニア-Alを含有する):
A.最下層(第1の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=25.8%で11.9g)と143.5gのコロイド状ジルコニア(20%のジルコニア固体、平均粒径:<5.0~20nm)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=289g)で安定化したアルミナに含浸した。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
A.最下層(第1の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=25.8%で11.9g)と143.5gのコロイド状ジルコニア(20%のジルコニア固体、平均粒径:<5.0~20nm)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=289g)で安定化したアルミナに含浸した。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(17.8グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して、酸素貯蔵材料(OSM)(590グラム:OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5.0%、Y=5.0%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを、pH約4.0~4.5で混合しながら、硝酸La溶液(108.5g、La2O3=30%)を含有する水に添加した。これに硫酸バリウム(88.6g、BaO=65%)を添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを、pH約4.0~4.5で混合しながら、硝酸La溶液(108.5g、La2O3=30%)を含有する水に添加した。これに硫酸バリウム(88.6g、BaO=65%)を添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(58@20%の固体)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約1.73g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、続いて550℃で2時間乾燥および焼成した。
B.最上層(第2の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=25.8%で19.2g)とコロイド状ジルコニア(20%のZrO2固体で185g)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=373グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=25.8%で19.2g)とコロイド状ジルコニア(20%のZrO2固体で185g)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=373グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(6.4g)および硝酸Rh(11.6g)の溶液を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM)(509g)(OSC=10%のCeO2)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを、pH約4.0~4.5で混合しながら、硝酸La溶液(140g、La2O3=27%)を含有する水に添加した。これに硫酸バリウム(57g、BaO=65%)を添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
2つのスラリーを混合し、必要に応じてpHを約4.0~4.5に調整した。この混合物に、アルミナ結合剤(50g@20%固体)を添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.0g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
全体的なウォッシュコート充填量:
最下層コート:Pd=0.0133g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.0g/in3、アルミナ=0.5g/in3、ジルコニア(コロイド状)=0.05、BaO=0.1g/in3、La2O3=0.05g/in3、アルミナ結合剤:0.02g/in3。
最下層コート:Pd=0.0133g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.0g/in3、アルミナ=0.5g/in3、ジルコニア(コロイド状)=0.05、BaO=0.1g/in3、La2O3=0.05g/in3、アルミナ結合剤:0.02g/in3。
総最下層ウォッシュコート充填量=1.73g/in3。
最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、Pd=.0133g/in3、アルミナ=0.75g/in3、OSM=1.0g/in3、La2O3=0.075g/in3、BaO=0.075g/in3、ジルコニア=0.07、アルミナ結合剤:0.02g/in3。
総最上層ウォッシュコート充填量=2.0g/in3。
層状構造で設計されたコーディエライト基材上の2つのウォッシュコートされた触媒(参照触媒、RC-2および発明触媒、IC-2)を図1Bに示す。参照触媒(RC-2)の最上層および最下層は、アルミナ上にPdを含有したが、発明触媒(IC-2)は、最上層および最下層の両方でアルミナ上にコロイド状ジルコニアを有するパラジウムを含有した。
参照触媒(RC-2)および発明触媒(IC-2)の比較試験:
調製したままのフルパーツウォッシュコートされた触媒(Pd/Rh=46/4g/ft3、4.16”x3.0”、600/4)を、エンジン上で950℃で75時間老化させ、FTP-75サイクルで車両上のCC-1触媒として試験した。CC-2触媒をすべての試験で同じに保ち、これは、Pd:Rh充填量が14/4g/ft3である単純なPd最下部コートおよびRh最上部コート触媒であった。
調製したままのフルパーツウォッシュコートされた触媒(Pd/Rh=46/4g/ft3、4.16”x3.0”、600/4)を、エンジン上で950℃で75時間老化させ、FTP-75サイクルで車両上のCC-1触媒として試験した。CC-2触媒をすべての試験で同じに保ち、これは、Pd:Rh充填量が14/4g/ft3である単純なPd最下部コートおよびRh最上部コート触媒であった。
図2Bは、ミッドベッドおよびテールパイプのHCおよびNOxの累積排出量に関する参照触媒(RC-2)および発明触媒(IC-2)について車両でのFTP-75試験結果を示している。Pd促進剤としてのZrO2ゾル材料は、ミッドベッドのHC排出量を39%有意に減少させることが分かった。テールパイプのHC排出の分析から、HC累積排出量が21%減少していることが分かった。実施例2と同様に、NOx排出量においてはるかに大きな差が観察された。参照触媒2と比較して、ZrO2ゾルを含有する発明触媒2は、ミッドベッドのNOx排出量の66%の減少を示した。さらに、テールパイプのNOx低減は、31%減少することが分かった。
実施例5:層状三元触媒の調製(参照触媒-3、RC-3、最下層:Pd-Alおよび最上層:Rh-Al):
A.最下層(第1の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で30.5g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=454グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
A.最下層(第1の層)の調製:
硝酸パラジウム溶液(Pd濃度=27.6%で30.5g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=454グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(20.4グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM)(652グラム:OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5.0%、Y=5.0%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウムを混合しながら水に添加した。これに、酢酸バリウム(247g、BaO=60%)、硝酸ジルコニア122g(ZrO2=20%)、および65グラムの硝酸La溶液(La2O3=26%)を添加して、スラリー混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウムを混合しながら水に添加した。これに、酢酸バリウム(247g、BaO=60%)、硝酸ジルコニア122g(ZrO2=20%)、および65グラムの硝酸La溶液(La2O3=26%)を添加して、スラリー混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(9.6グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.6g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
B.最上層(第2の層)の調製:
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で27.4g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=1041グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、水に分散された245グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で27.4g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=1041グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、水に分散された245グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(9.6グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.6g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
全体的なウォッシュコート充填量:
・最下層コート:Pd=0.0266g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.3g/in3、アルミナ=0.9g/in3、ZrO2=0.05g/in3、BaO=0.3g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=2.6g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.85g/in3、Ce-ZrO2=0.15g/in3、アルミナ結合剤:0.02g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量=1.02g/in3。
・最下層コート:Pd=0.0266g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.3g/in3、アルミナ=0.9g/in3、ZrO2=0.05g/in3、BaO=0.3g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=2.6g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.85g/in3、Ce-ZrO2=0.15g/in3、アルミナ結合剤:0.02g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量=1.02g/in3。
実施例6:層状三元触媒の調製(発明触媒-3、IC-3、最下層:Pd-コロイド状ジルコニア-Alおよび最上層:Rh-Al)
A.最下層(第1の層)の調製:
29.7gの硝酸Pdと179gのコロイド状ジルコニア(20%のZrO2、平均粒径:<5.0~20nm)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=441グラム)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
A.最下層(第1の層)の調製:
29.7gの硝酸Pdと179gのコロイド状ジルコニア(20%のZrO2、平均粒径:<5.0~20nm)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=441グラム)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(19.8グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM)(634グラム:OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5.0%、Y=5.0%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを混合しながら水に添加した。これに、酢酸バリウム(240g、BaO=60%)、硝酸ジルコニア119.5g(ZrO2=20%)、および63グラムの硝酸La溶液(La2O3=26%)を添加して、スラリー混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを混合しながら水に添加した。これに、酢酸バリウム(240g、BaO=60%)、硝酸ジルコニア119.5g(ZrO2=20%)、および63グラムの硝酸La溶液(La2O3=26%)を添加して、スラリー混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(9.6グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.7g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
B.最上層(第2の層)の調製:
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で27.4g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=1041グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、水に分散された245グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で27.4g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=1041グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、水に分散された245グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(48.5グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.6g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
全体的なウォッシュコート充填量:
・最下層コート:Pd=0.0266g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.3g/in3、アルミナ=0.9g/in3、コロイド状ZrO2=0.125g/in3、BaO=0.3g/in3、La2O3=0.035g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=2.7g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.85g/in3、Ce-ZrO2=0.15g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量=1.02g/in3。
・最下層コート:Pd=0.0266g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.3g/in3、アルミナ=0.9g/in3、コロイド状ZrO2=0.125g/in3、BaO=0.3g/in3、La2O3=0.035g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=2.7g/in3。
・最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.85g/in3、Ce-ZrO2=0.15g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量=1.02g/in3。
実施例7:層状三元触媒の調製(触媒-4、C-4、最下層:Pd-コロイド状ジルコニア(100nm)-Alおよび最上層:Rh-Al、)
A.最下層(第1の層)の調製:
52.5gの硝酸Pdと313gのコロイド状ジルコニア(20%のZrO2、平均粒径:<100nm)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=780グラム)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
A.最下層(第1の層)の調製:
52.5gの硝酸Pdと313gのコロイド状ジルコニア(20%のZrO2、平均粒径:<100nm)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=780グラム)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(35グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM)(1122グラム:OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5.0%、Y=5.0%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを混合しながら水に添加した。これに、酢酸バリウム(425g、BaO=60%)、硝酸ジルコニア211.4g(ZrO2=20%)、および112グラムの硝酸La溶液(La2O3=26%)を添加して、スラリー混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを混合しながら水に添加した。これに、酢酸バリウム(425g、BaO=60%)、硝酸ジルコニア211.4g(ZrO2=20%)、および112グラムの硝酸La溶液(La2O3=26%)を添加して、スラリー混合物を得た。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、アイガーミルを使用して、90%が20マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。これに、OSM上の焼成したPdを添加し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整し、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布(PSD)になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(85.8グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.7g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
B.最上層(第2の層)の調製:
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で27.4g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=1041グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、水に分散された245グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
硝酸ロジウム溶液(Rh濃度=10.2%で27.4g)を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化La(Laドープしたアルミナ=1041グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。アルミナ上に含浸したRhは、水に分散された245グラムの分散酸素貯蔵材料を含有する水に添加した(酸素貯蔵材料、50%のCeO2および50%のZrO2を有するCeO2-ZrO2、ならびに約70%の固体)。スラリーのpHを約4.5に保ち、スラリーを、90%が14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
最後に、アルミナ結合剤(9.6グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物は、約2.6g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、50℃で2時間焼成した。
全体的なウォッシュコート充填量:
最下層コート:Pd=0.0266g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.3g/in3、アルミナ=0.9g/in3、ZrO2=0.125g/in3、BaO=0.3g/in3、La2O3=0.035g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
最下層コート:Pd=0.0266g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.3g/in3、アルミナ=0.9g/in3、ZrO2=0.125g/in3、BaO=0.3g/in3、La2O3=0.035g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
総最下層ウォッシュコート充填量=2.7g/in3。
最上層コート:Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、アルミナ=0.85g/in3、Ce-ZrO2=0.15g/in3、アルミナ結合剤=0.02g/in3。
総最上層ウォッシュコート充填量=1.02g/in3。
コーディエライト基材上の3つのウォッシュコートされた触媒(参照触媒、RC-3、発明触媒、IC-3、および触媒-4、C-4)を、コロイド状ジルコニアの粒径の影響をチェックするために層状構造で設計した。設計を図1Cに示す。
ロジウムを含有するこれらの触媒の最上層を同じに保つ一方、パラジウムを含有する触媒の最下層を修飾した。参照触媒(RC-3)の最下層は、アルミナ上のPdおよびセリア-ジルコニア上のPdを含有した。発明触媒(IC-3)の最下層は、アルミナ上に担持された5.0~10nmの範囲の粒径を有するコロイド状ジルコニア上のPd、およびセリアジルコニア上のPdを含有した。触媒-4(C-4)の最下層は、Pdが堆積されるコロイド状ジルコニアの粒径が100nmであることを除いて、発明触媒(IC-3)の最下層と類似していた。
参照触媒(RC-3)、発明触媒(IC-3)、および触媒-4(C-4)の比較試験:
調製したままのフルパーツウォッシュコートされた触媒(Pd/Rh=46/4g/ft3、4.16”x3.0”、600/4)を、エンジン上で950℃で75時間老化させ、FTP-75サイクルで車両上のCC-1触媒として試験した。CC-2触媒をすべての試験で同じに保ち、これは、Pd:Rh充填量が14/4である単純なPd最下部コートおよびRh最上部コート触媒であった。図2Cは、ミッドベッドのHCおよびNOxの累積排出量に関する参照触媒(RC-3)、発明触媒(IC-3)、および触媒-4(C-4)についての車両でのFTP-75試験結果を示している。発明触媒(IC-3)中のPd促進剤としてより小さい粒径(5~10nm)のコロイド状ZrO2ゾル材料を使用すると、ミッドベッドのHC排出量が減少したが、触媒(C-4)中のPdのより大きい粒径(100nm)のコロイド状ZrO2ゾル材料を使用すると、参照触媒(RC-3)と比較してミッドベッドのHC排出量が増加したことが分かった。TWC性能のためのPdに対する小型および大型のコロイド状ZrO2ゾルのこの全く逆の効果もNOx排出量で観察される。参照触媒(RC-3)と比較して、Pd促進剤として小さな粒径のZrO2ゾルを含有する発明触媒(IC-3)は、ミッドベッドのNOx排出量で16%の減少を示した。対照的に、Pd促進剤として大きな粒径を有するZrO2ゾルを含有する触媒(C-4)は、ミッドベッドのNOx排出量で32%の増加を示し、これは、より大型のコロイド状ZrO2ゾルが、TWC性能に対して失活効果を呈することを示している。
調製したままのフルパーツウォッシュコートされた触媒(Pd/Rh=46/4g/ft3、4.16”x3.0”、600/4)を、エンジン上で950℃で75時間老化させ、FTP-75サイクルで車両上のCC-1触媒として試験した。CC-2触媒をすべての試験で同じに保ち、これは、Pd:Rh充填量が14/4である単純なPd最下部コートおよびRh最上部コート触媒であった。図2Cは、ミッドベッドのHCおよびNOxの累積排出量に関する参照触媒(RC-3)、発明触媒(IC-3)、および触媒-4(C-4)についての車両でのFTP-75試験結果を示している。発明触媒(IC-3)中のPd促進剤としてより小さい粒径(5~10nm)のコロイド状ZrO2ゾル材料を使用すると、ミッドベッドのHC排出量が減少したが、触媒(C-4)中のPdのより大きい粒径(100nm)のコロイド状ZrO2ゾル材料を使用すると、参照触媒(RC-3)と比較してミッドベッドのHC排出量が増加したことが分かった。TWC性能のためのPdに対する小型および大型のコロイド状ZrO2ゾルのこの全く逆の効果もNOx排出量で観察される。参照触媒(RC-3)と比較して、Pd促進剤として小さな粒径のZrO2ゾルを含有する発明触媒(IC-3)は、ミッドベッドのNOx排出量で16%の減少を示した。対照的に、Pd促進剤として大きな粒径を有するZrO2ゾルを含有する触媒(C-4)は、ミッドベッドのNOx排出量で32%の増加を示し、これは、より大型のコロイド状ZrO2ゾルが、TWC性能に対して失活効果を呈することを示している。
実施例8:層状三元触媒の調製(発明触媒-5、IC-5、最下層:Pd/Pt-コロイド状ジルコニアおよび最上層:Pt-Al/Rh-OSC)
A.最下層の調製:
32.5gの硝酸Pdと213gのコロイド状ジルコニア(20%のZrO2レベル、平均粒径5.0~10nmの範囲)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4%の酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=663グラム)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
A.最下層の調製:
32.5gの硝酸Pdと213gのコロイド状ジルコニア(20%のZrO2レベル、平均粒径5.0~10nmの範囲)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4%の酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=663グラム)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(32.5グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM)(1105グラム:OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5.0%、Y=5.0%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを、73.9グラムのPtテトラアンミン水酸化物(Pt=18%)を含有する水溶液に添加した。得られたスラリーに、289グラムの酢酸バリウム(BaO=60%)、酢酸ジルコニウム(30%のZrO2)、および299gの酢酸バリウム(60%のBaO)を混合しながら添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5に調整した。混合物を、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを、73.9グラムのPtテトラアンミン水酸化物(Pt=18%)を含有する水溶液に添加した。得られたスラリーに、289グラムの酢酸バリウム(BaO=60%)、酢酸ジルコニウム(30%のZrO2)、および299gの酢酸バリウム(60%のBaO)を混合しながら添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5に調整した。混合物を、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
これとは別に、OSCで担持されたPdを水に添加した。pHを約4.5に調整し、続いて、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
2つのスラリーを混合し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整した。アルミナ結合剤(109グラム)を混合物に添加し、よく混合した。得られた最終混合物をセラミック基材上にコーティングし、その結果、約2.3g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
A.最上層の調製:
30.8gのPtテトラアンミン水酸化物溶液(Pt=16%)を、インシピエントウェットネス法を使用して4%の酸化La(Laドープしたアルミナ=429グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を硝酸Pd溶液(Pd=38%で硝酸Pd溶液13.2g)に添加した。混合物を十分に混合し、この硫酸バリウムに添加し、続いて、90%が12~14マイクロメートルの粒径に粉砕した。
30.8gのPtテトラアンミン水酸化物溶液(Pt=16%)を、インシピエントウェットネス法を使用して4%の酸化La(Laドープしたアルミナ=429グラム)で安定化したアルミナに含浸させた。次いで、混合物を硝酸Pd溶液(Pd=38%で硝酸Pd溶液13.2g)に添加した。混合物を十分に混合し、この硫酸バリウムに添加し、続いて、90%が12~14マイクロメートルの粒径に粉砕した。
これとは別に、19.65グラムの硝酸Rh溶液を、10%のCeO2を含有する644グラムの酸素貯蔵材料に含浸させた。Rhを担持体上に沈殿させ、90%が12マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
2つのスラリーを混合し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整した。これにアルミナ結合剤を添加した。得られた最終スラリーをセラミック基材上にコーティングし、その結果、約1.3g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、続いて、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
全体的なウォッシュコート充填量:
最下層コート:Pt=0.0154g/in3、Pd=0.0176g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.25g/in3、アルミナ=0.75g/in3、コロイド状ZrO2=0.05g/in3、BaO=0.2g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
最下層コート:Pt=0.0154g/in3、Pd=0.0176g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.25g/in3、アルミナ=0.75g/in3、コロイド状ZrO2=0.05g/in3、BaO=0.2g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
総最下層ウォッシュコート充填量=2.3g/in3。
最上層コート:Pt=0.0066g/in3、Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、Pd=0.0044g/in3、アルミナ=0.5g/in3、Ce-ZrO2=0.75g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
総最上層ウォッシュコート充填量=1.3g/in3。
実施例9:層状三元触媒の調製(発明触媒-6、IC-6)
最下層:Pd/Pt-コロイド状ジルコニアならびに最上層:Pd/Pt-コロイド状ジルコニアおよびRh-OSC
32.5gの硝酸Pdと213gのコロイド状ジルコニア(20%のZrO2、平均粒径:<5.0~20nm)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=663グラム)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
最下層:Pd/Pt-コロイド状ジルコニアならびに最上層:Pd/Pt-コロイド状ジルコニアおよびRh-OSC
32.5gの硝酸Pdと213gのコロイド状ジルコニア(20%のZrO2、平均粒径:<5.0~20nm)との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=663グラム)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
これとは別に、硝酸パラジウム(32.5グラム)を、インシピエントウェットネス法を使用して酸素貯蔵材料(OSM)(1105グラム:OSM:Ce=40%、Zr=60%、La5.0%、Y=5.0%、酸化物として)に含浸させた。次いで、混合物を2時間550℃で焼成した。
スラリーの調製:
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを、73.9グラムのPtテトラアンミン水酸化物(Pt=18%)を含有する水溶液に添加した。得られたスラリーに、289グラムの酢酸バリウム(BaO=60%)を添加し、続いて、混合しながら酢酸ジルコニウム(30%のZrO2)および299gの酢酸バリウム(60%のBaO)を添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
アルミナ上の焼成したパラジウム-ジルコニアを、73.9グラムのPtテトラアンミン水酸化物(Pt=18%)を含有する水溶液に添加した。得られたスラリーに、289グラムの酢酸バリウム(BaO=60%)を添加し、続いて、混合しながら酢酸ジルコニウム(30%のZrO2)および299gの酢酸バリウム(60%のBaO)を添加した。硝酸を使用して混合物のpHを4.5~5.0に調整した。混合物を、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように連続的に粉砕した。
これとは別に、OSC上で担持されたPdを水に添加した。pHを約4.5に調整し、続いて、90%が12~14マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
2つのスラリーを混合し、硝酸を使用してpHを4.5~5.0に調整した。この混合物に、アルミナ結合剤(109グラム、20%の固体)を添加し、よく混合した。得られた最終混合物をセラミック基材上にコーティングし、その結果、約2.3g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、続いて、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
B.最上層の調製:
12.87gの硝酸Pdと121.6gのコロイド状ZrO2との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=419グラム)に含浸させた。次いで、スラリーを、30gのPtテトラアンミン水酸化物(Pt=18%)を含有する水溶液に添加し、続いて十分に混合し、90%が12~14マイクロメートルの粒径に粉砕した。
12.87gの硝酸Pdと121.6gのコロイド状ZrO2との混合物を、インシピエントウェットネス法を使用して4.0%の酸化Laで安定化したアルミナ(Laドープしたアルミナ=419グラム)に含浸させた。次いで、スラリーを、30gのPtテトラアンミン水酸化物(Pt=18%)を含有する水溶液に添加し、続いて十分に混合し、90%が12~14マイクロメートルの粒径に粉砕した。
これとは別に、19.2gの硝酸Rh溶液を10%のCeO2を含有する629グラムの酸素貯蔵材料に含浸させた。Rhを担持体上に沈殿させ、続いてスラリーを作製し、pHを約4.5に調整した。これに、25.3gの硫酸バリウムを添加し、90%が12マイクロメートル未満の粒度分布になるように粉砕した。
2つのスラリーを混合し、硝酸を使用してpHを4.5~5に調整した。これに、アルミナ結合剤(98グラム、20%の固体)を添加し、よく混合した。得られた最終混合物をセラミック基材上にコーティングし、その結果、約1.34g/in3のウォッシュコート充填量をもたらし、続いて、乾燥させ、550℃で2時間焼成した。
全体的なウォッシュコート充填量:
・最下層コート:Pt=0.0154g/in3、Pd=0.0176g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.25g/in3、アルミナ=0.75g/in3、コロイド状ZrO2=0.05g/in3、BaO=0.2g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=2.3g/in3。
・最上層コート:Pt=0.0066g/in3、Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、Pd=0.0044g/in3、アルミナ=0.5g/in3、Ce-ZrO2=0.75g/in3、コロイド状ジルコニア=0.03g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量=1.3g/in3。
・最下層コート:Pt=0.0154g/in3、Pd=0.0176g/in3、酸素貯蔵材料(OSM)=1.25g/in3、アルミナ=0.75g/in3、コロイド状ZrO2=0.05g/in3、BaO=0.2g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
・総最下層ウォッシュコート充填量=2.3g/in3。
・最上層コート:Pt=0.0066g/in3、Rh=0.0023g/in3(Rh=4g/ft3)、Pd=0.0044g/in3、アルミナ=0.5g/in3、Ce-ZrO2=0.75g/in3、コロイド状ジルコニア=0.03g/in3、アルミナ結合剤=0.025g/in3。
・総最上層ウォッシュコート充填量=1.3g/in3。
コーディエライト基材上の2つのウォッシュコートされた触媒(発明触媒IC-5および発明触媒-IC-6)を、層状構造で設計した。設計を図1Dに示す。
IC-5およびIC-6の両方の最下部コートを同じに保ち、これは、Al2O3ベースの担持体およびPt上のコロイド状ZrO2とともにPdを含有した。最上部コートを変更した。IC-5触媒の最上部コートは、アルミナ上のPt、Pd、およびOSC上のRhを含有していたのに対し、IC-6触媒の最上部コートは、Al2O3上にコロイド状ZrO2を有するPd、Pt、およびOSC上のRhを含有していた。
調製したままのフルパーツウォッシュコートされた触媒を、エンジン上で950℃で75時間老化させ、FTP-75サイクルで車両上のCC-1触媒として試験した。CC-2触媒をすべての試験で同じに保ち、これは、Pd:Rh充填量が14/4g/ft3である単純なPd最下部コートおよびRh最上部コート触媒であった。
本明細書全体を通して「一実施形態」、「ある特定の実施形態」、「1つ以上の実施形態」、または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、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ることを意味する。したがって、「1つ以上の実施形態では」、「ある特定の実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「一実施形態では」、または「実施形態では」などの句が本明細書全体の様々な箇所に出現することは、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。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性は、1つ以上の実施形態では任意の好適な方法で組み合わせることができる。本明細書に開示される様々な実施形態、態様、およびオプションのすべては、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において明示的に組み合わされるかどうかに関係なく、すべてのバリエーションで組み合わせることができる。本発明は、文脈が明らかに他のことを示さない限り、開示される発明の任意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ことを意図すると考えるべきであると、全体として読み取られることが意図される。
本明細書に開示される実施形態は、特定の実施形態を参照して説明されたが、これらの実施形態は、本発明の原理および用途の単なる例示であることを理解されたい。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明の方法および装置に対して様々な修正および変更がなされ得ることが、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にある修正および変更を含むことが意図され、上記の実施形態は、限定ではなく例示の目的で提示される。本明細書で引用されたすべての特許および公開物は、組み込まれた他の記述が具体的に提供されない限り、記載されたそ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。
Claims (31)
- 自動車用触媒であって、
i)前記触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウム、白金、ロジウム、およびそれらの任意の組み合わせから選択される白金族金属と、
ii)前記触媒の総重量に基づいて、1.0~20重量%の量の金属酸化物ナノ粒子と、
iii)アルミナ成分と、を含み、
前記金属酸化物ナノ粒子と前記アルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:10の範囲であり、
前記金属酸化物ナノ粒子が、透過型電子顕微鏡法(TEM)によって測定された1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有し、
前記白金族金属および前記金属酸化物ナノ粒子が、透過型電子顕微鏡法(TEM)分析またはエネルギー分散型X線分光法(EDS)分析によって決定された前記アルミナ成分上に均一に分散される、自動車用触媒。 - 前記ナノ粒子が、透過型電子顕微鏡法(TEM)によって測定された5.0nm~20nmの範囲のD90直径を有する、請求項1に記載の触媒。
- 前記金属酸化物ナノ粒子の量が、前記触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の範囲である、請求項1または2に記載の触媒。
- 前記白金族金属が、前記金属酸化物ナノ粒子と密接に接触している、請求項1~3のいずれかに記載の触媒。
- 前記金属酸化物ナノ粒子が、ジルコニアナノ粒子、セリアナノ粒子、アルミナナノ粒子、マンガンナノ粒子、およびチタニアナノ粒子から選択される、請求項1~4のいずれかに記載の触媒。
- 前記金属酸化物ナノ粒子が、ランタナ、バリウム、マンガン、イットリウム、プラセオジム、ネオジム、セリア、およびストロンチウムから選択されるドーパントを含み、前記ドーパントの量が、前記金属酸化物の総重量に基づいて、1.0~30重量%の範囲である、請求項1~5のいずれかに記載の触媒。
- 前記金属酸化物ナノ粒子が、ランタナ-ジルコニアナノ粒子、バリウム-ジルコニアナノ粒子、イトリア-ジルコニアナノ粒子、およびセリア-ジルコニアナノ粒子から選択される、請求項1~6のいずれかに記載の触媒。
- 前記金属酸化物ナノ粒子が、ランタナ-アルミナナノ粒子、セリア-アルミナナノ粒子、セリア-ジルコニア-アルミナナノ粒子、ジルコニア-アルミナナノ粒子、ランタナ-ジルコニア-アルミナナノ粒子、バリア-アルミナナノ粒子、バリア-ランタナ-アルミナナノ粒子、バリア-ランタナ-ネオジミア-アルミナナノ粒子、バリア-セリア-アルミナナノ粒子、およびセリア-ジルコニア-アルミナナノ粒子から選択される、請求項1~7のいずれかに記載の触媒。
- 前記アルミナ成分が、アルミナまたはドーパントでドープされたアルミナであり、前記ドーパントが、ランタナ、セリア、セリア-ジルコニア、ジルコニア、ランタナ-ジルコニア、バリア、バリア-ランタナ、バリア-ランタナ-ネオジミア、バリア-セリア、セリア-ジルコニア、およびそれらの任意の組み合わせから選択され、前記ドーパントの量が、アルミナの総重量に基づいて、5.0~30重量%の範囲である、請求項1~8のいずれかに記載の触媒。
- 前記アルミナ成分が、表面積が>20m2/gであり、かつ平均細孔容積が0.2cc/gを超える、アルミナまたはドーパントがドープされたアルミナである、請求項1~9に記載の触媒。
- 前記触媒が、
a)前記触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウムと、
b)前記触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子と、
c)アルミナ成分と、を含み、
前記金属酸化物ナノ粒子と前記アルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウムおよび前記ジルコニアナノ粒子が、前記アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムが、前記ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
前記ジルコニアナノ粒子が、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有する、請求項1~13のいずれかに記載の触媒。 - 前記触媒が、
a)前記触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量のパラジウムと、
b)前記触媒の総重量に基づいて、1.0~10重量%の量の白金と、
c)前記触媒の総重量に基づいて、3.0~15重量%の量のジルコニアナノ粒子と、
d)アルミナ成分と、を含み、
前記金属酸化物ナノ粒子と前記アルミナ成分との重量比が、1:1.5~1:7の範囲であり、
パラジウム、白金、および前記ジルコニアナノ粒子が、前記アルミナ成分上に均一に分散され、
パラジウムおよび白金が、前記ジルコニアナノ粒子と密接に接触しており、
前記ジルコニアナノ粒子が、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有する、請求項1~9に記載の触媒。 - 前記アルミナ成分上に分散された前記白金族金属および前記金属酸化物ナノ粒子またはジルコニアナノ粒子が、熱的または化学的に固定される、請求項1~12のいずれかに記載の触媒。
- 層状自動車用触媒物品であって、任意選択で、少なくとも1つの第2の白金族金属とともに、最上層、最下層、またはその両方として基材上に堆積された請求項1~13のいずれかに記載の触媒を含み、前記基材が、フロースルーまたは壁流金属基材、およびフロースルーまたは壁流セラミック基材から選択される、層状自動車用触媒物品。
- パラジウム充填量の量が、0.005~0.15g/in3であり、ロジウム充填量の量が、0.001~0.02g/in3であり、白金充填量の量が、0.005~0.15g/in3であり、金属酸化物ナノ粒子充填量の量が、0.005~0.25g/in3であり、アルミナ成分充填量の量が、0.5~3g/in3である、請求項14に記載の触媒物品。
- 前記最下層および/または最上層が、前記最上層または最下層の総重量に基づいて、1.0~20重量%の量で、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化ランタン、またはそれらの任意の組み合わせを含む少なくとも1つのアルカリ土類金属酸化物を含む、請求項1~15のいずれかに記載の触媒物品。
- 前記触媒物品が、
a)請求項1~13のいずれかに記載の触媒を含む、最下層と、
b)パラジウム、白金、ロジウム、またはそれらの任意の混合物を含む少なくとも1つの白金族金属、ならびにアルミナ、酸素貯蔵成分、およびジルコニア成分から選択される少なくとも1つの担持体を備える、最上層と、
c)基材と、を備える、請求項14~16のいずれかに記載の触媒物品。 - 前記触媒物品が、
a)請求項1~13のいずれかに記載の触媒を含む、最下層と、
b)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える、請求項14~17のいずれかに記載の触媒物品。 - 前記触媒物品が、
a)
i.請求項1~13のいずれかに記載の触媒、
ii.酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、ならびに
iii.酸化バリウムおよび/または酸化ランタンを含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分上に担持されたロジウム、および
ii.アルミナ成分上に担持されたロジウムを含む、最上層と、
c)基材と、を備える、請求項14~18のいずれかに記載の触媒物品。 - 前記触媒物品が、
a)i)請求項1~13のいずれかに記載の触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、およびiii)酸化バリウムを含む、最下層と、
b)i)酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持されたロジウム、ならびにii)請求項1~13のいずれかに記載の触媒を含む、最上層と、
c)基材と、を備える、請求項14~19のいずれかに記載の触媒物品。 - 前記触媒物品が、
a)i)請求項1~13のいずれかに記載の触媒、ii)酸素貯蔵成分上に担持されたパラジウム、iii)酸化バリウム、およびiv)酸化ランタンを含む、最下層と、
b)
i.酸素貯蔵成分および/またはアルミナ成分上に担持された、ロジウムおよびパラジウム、
ii.請求項1~13のいずれかに記載の触媒、
iii.酸化バリウム、ならびに
iv.酸化ランタンを含む、最上層と、
c)基材と、を備える、請求項14~20のいずれかに記載の触媒物品。 - 前記アルミナが、アルミナ、ランタナ-アルミナ、セリア-アルミナ、セリア-ジルコニア-アルミナ、ジルコニア-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、またはそれらの任意の組み合わせを含み、
前記ジルコニア成分が、ジルコニア、ランタナ-ジルコニア、バリウム-ジルコニア、およびセリア-ジルコニアを含み、
前記酸素貯蔵成分が、セリア-ジルコニア、セリア-ジルコニア-ランタナ、セリア-ジルコニア-イットリウム、セリア-ジルコニア-ランタナ-イットリウム、セリア-ジルコニア-ネオジム、セリア-ジルコニア-プラセオジム、セリア-ジルコニア-ランタナ-ネオジム、セリア-ジルコニア-ランタナ-プラセオジム、セリア-ジルコニア-ランタナ-ネオジム-プラセオジム、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項14~21のいずれかに記載の触媒物品。 - 請求項1~13のいずれかに記載の自動車用触媒を調製するためのプロセスであって、前記プロセスが、i)パラジウム、白金、およびロジウムから選択される少なくとも1つの白金族金属を、1.0nm~50nmの範囲のD90直径を有するコロイド状金属酸化物ナノ粒子に分散させて、混合物を得ることと、ii)前記混合物をアルミナ成分上に共含浸して、触媒を得ることと、を含み、
前記プロセスが、前記白金族金属および前記金属または金属酸化物ナノ粒子が、前記アルミナ成分上に均一に分散され、前記白金族金属が、前記金属酸化物ナノ粒子と密接に接触していることを特徴とする、プロセス。 - 前記アルミナ成分上の前記白金族金属および/または前記金属もしくは金属酸化物ナノ粒子の熱的または化学的固定のステップをさらに含む、請求項23に記載のプロセス。
- 請求項14~22のいずれかに記載の層状自動車用触媒物品を調製するためのプロセスであって、前記プロセスが、最下層スラリーを調製することと、基材上に前記最下層スラリーを堆積させて、最下層を得ることと、最上層スラリーを調製することと、前記最下層上に前記最上層スラリーを堆積させて最上層を得て、続いて400~700℃の範囲の温度で焼成することと、を含む、プロセス。
- 前記プロセスが、前記最下層上に前記最上層を堆積する前に、焼成のステップをさらに含み、前記焼成が、400~700℃の範囲の温度で実施される、請求項23~25のいずれかに記載のプロセス。
- 炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を処理する方法であって、前記排気流を、請求項1~13のいずれかに記載の触媒、または請求項14~22のいずれかに記載の層状触媒物品と接触させることを含む、方法。
- ガス状排気流中の炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物レベルを低減する方法であって、前記ガス状排気流を、請求項1~13のいずれかに記載の触媒、または請求項14~22のいずれかに記載の層状触媒物品と接触させて、前記排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のレベルを低減することを含む、方法。
- 炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を精製するための、請求項1~13のいずれかに記載の触媒の使用。
- 炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を含むガス状排気流を精製するための、請求項14~22のいずれかに記載の層状触媒物品の使用。
- 請求項14~22のいずれかに記載の触媒物品を備える、内燃機関用の排気システムであって、内燃機関の下流または上流に配設された、排気システム。
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