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JP7319971B2 - 熱耐久性が改善されたガソリン排気ガス用途のためのｔｗｃ触媒 - Google Patents

熱耐久性が改善されたガソリン排気ガス用途のためのｔｗｃ触媒 Download PDF

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Description

本発明は、ガソリンエンジンからの排気ガス排出物を処理するのに有用な触媒物品に関する。
内燃機関では、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（「ＮＯｘ」）などの様々な汚染物質を含有する排気ガスが生成される。排気ガス触媒を含む排出制御システムは、大気に排出されるこれらの汚染物質の量を低減するために広く利用されている。ガソリンエンジン用途に通常使用される触媒は、三元触媒（ＴＷＣ）である。ＴＷＣにより、次の３つの主な役割、すなわち、（１）一酸化炭素（ＣＯ）の酸化、（２）未燃炭化水素の酸化、及び（３）ＮＯｘのＮ２への還元を行う。
ＴＷＣ触媒には、エンジンが化学量論的条件（空気／燃料比λ＝１）で又はそれに近い状態でエンジンが確実に動作するように、慎重なエンジン管理技術が必要である。しかし、技術的理由から、エンジンは、動作サイクル中の様々な段階においてλ＝１のいずれかの側で動作する必要がある。エンジンがリッチに作動しているとき、例えば、加速中に、全体的な排気ガス組成物は本質的に還元性であり、触媒表面上で酸化反応を行うことがより困難である。この理由のため、ＴＷＣは、動作サイクルのリーン期間中に酸素を吸蔵し、動作サイクルのリッチ期間中に酸素を放出することにより、有効な動作期間を拡大させる、成分を組み込むように開発されている。このような目的のために、セリア系（例えば、セリア－ジルコニア混合酸化物）材料が、現在の市販のＴＷＣの大部分において、酸素吸蔵成分（ＯＳＣ）として使用されている。
このような触媒を高温、例えば８００℃以上にさらすことにより、ＯＳＣ材料と活性貴金属との両方が焼結するため、触媒の全体的な性能が低下する可能性があることは、周知である。このことから、ＯＳＣ材料の熱安定性を強化するために、多大な検討がなされてきた。策の１つは、他の希土類イオンをＯＳＣ材料に導入することであり、ドーパントとして可溶性希土類金属前駆体溶液を使用することによって通常的に行われている。
ＴＷＣ技術の進展にもかかわらず、確かなエンジンプラットフォームのための改善された触媒コンバータがなお必要とされており、これにより熱安定性が改善された高い変換率を実現する。本発明は、とりわけこれらの必要性を解決するものである。
本開示の一態様は、排気ガスを処理するための触媒物品であって、基材と、基材上の触媒領域と、を含み、触媒領域が、第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分と、酸素吸蔵成分（ＯＳＣ）材料と、希土類金属酸化物と、無機酸化物と、を含み、希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有する、触媒物品に関する。
本発明はまた、本発明の三元触媒成分を含む内燃機関のための排気システムも包含する。
本発明はまた、内燃機関からの排気ガスの処理、特にガソリンエンジンからの排気ガスの処理も包含する。本方法は、排気ガスを本発明の三元触媒成分と接触させること、を含む。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１５％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物とＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも３５％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも５％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物とＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも２０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物とＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも１０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物とＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも１０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
発明の詳細な説明
本発明は、ガソリンエンジン及び他のエンジンによって生成されるものなどの燃焼排気ガスの触媒処理、並びに関連する触媒物品及びシステムに関する。より具体的には、本発明は、車両排気システムにおけるＮＯｘ、ＣＯ、及びＨＣの同時処理に関する。驚くべきことに、本発明者らは、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有する希土類金属酸化物を、触媒中に導入することにより、本発明の触媒が、高いレベルのＴＷＣ性能を維持しながら高い熱耐久性を示すことを、見出した。
本開示の一態様は、排気ガスを処理するための触媒物品であって、基材と、基材上の触媒領域と、を含み、触媒領域が、第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分と、酸素吸蔵成分（ＯＳＣ）材料と、希土類金属酸化物と、無機酸化物と、を含み、希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有する、触媒物品に関する。
第１のＰＧＭは、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特に好ましくは、第１のＰＧＭは、パラジウムである。
触媒領域は、触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％の第１のＰＧＭ、より好ましくは０．０３～７重量％の第１のＰＧＭ、最も好ましくは０．０３～４重量％の第１のＰＧＭを含む。
第１のＰＧＭがパラジウムである実施形態では、触媒領域は、触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％のパラジウム、より好ましくは０．０３～７重量％のパラジウム、最も好ましくは０．０３～４重量％のパラジウムを含む。
ＯＳＣ材料は、好ましくは、酸化セリウム、セリア－ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物からなる群から選択される。好ましくは、ＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物である。セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
ＯＳＣ材料（例えば、セリア－ジルコニア混合酸化物）は、触媒領域の総重量に基づいて、２０～８０重量％の範囲であってもよい。
希土類金属酸化物は、ＯＳＣ材料の重量の２～２０重量％、好ましくは５～１５重量％、より好ましくは８～１２重量％の範囲であってもよい。
希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
触媒領域における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、触媒領域における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、触媒領域における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、触媒領域における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
無機酸化物は、好ましくは、第２族、第３族、第４族、第５族、第１３族、及び第１４族の元素の酸化物である。無機酸化物は、好ましくは、アルミナ、ランタニド安定化アルミナ、アルカリ土類安定化アルミナ、シリカ、アルミノケイ酸塩、マグネシア／アルミナ複合酸化物、チタニア、ニオビア、酸化タンタル、酸化ネオジム、酸化イットリウム、ランタニド、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される。特に好ましくは、無機酸化物は、アルミナ、ランタニド安定化アルミナ、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である。１つの特に好ましい無機酸化物は、アルミナ又はランタニド安定化アルミナである。
無機酸化物は、好ましくは、１０～１５００ｍ２／ｇの範囲の表面積、０．１～４ｍＬ／ｇの範囲の細孔容積、及び約１０～１０００Åの細孔直径を有する。８０ｍ２／ｇ超の表面積を有する高表面積無機酸化物、例えば高表面積アルミナが特に好ましい。他の好ましい無機酸化物としては、マグネシア／アルミナ複合酸化物が挙げられ、これは、所望によりセリウム含有成分、例えば、セリアを更に含む。このような場合、セリアは、例えばコーティングとして、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面上に存在してもよい。
あるいは、ＯＳＣ材料と無機酸化物とは、１０：１～１：１０、好ましくは、８：１～１：８、又は５：１～１：５の重量比、より好ましくは、４：１～１：４、又は３：１～１：３の重量比、最も好ましくは２：１～１：２の重量比を有してもよい。
触媒領域は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、ＯＳＣ材料上に堆積されてもよい。あるいは、又は加えて、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、無機酸化物上に堆積されてもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、ＯＳＣ材料と無機酸化物との両方の上に堆積されてもよく、すなわち、その上に存在してもよい。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、概して、無機酸化物と接触している。好ましくは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、無機酸化物上に担持されている。無機酸化物と接触していることに加えて、又はそれに代えて、アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、ＯＳＣ材料と接触していてもよい。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属は、好ましくは、バリウム又はストロンチウムである。より好ましくは、バリウムは、存在する場合、触媒領域の総重量に基づいて、３０重量％未満、最も好ましくは２０重量％未満である。
触媒領域の総ウォッシュコート担持量は、０．１～５ｇ／ｉｎ３、好ましくは０．５～４ｇ／ｉｎ３、より好ましくは１～３ｇ／ｉｎ３、最も好ましくは１．５～２．５ｇ／ｉｎ３であってもよい。
触媒領域は、第２のＰＧＭ成分を更に含んでもよい。
第２のＰＧＭは、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特に好ましくは、第１のＰＧＭ成分がパラジウムである場合、第２のＰＧＭ成分はロジウムである。
いくつかの実施形態では、パラジウム成分とロジウム成分とは、２００：１～１：２００の重量比を有する。好ましくは、パラジウム成分とロジウム成分とは、１００：１～１：１００の重量比を有する。より好ましくは、パラジウム成分とロジウム成分とは、５０：１～１：５０の重量比を有する。
特定の実施形態では、触媒領域は、パラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まない。
本発明の触媒領域は、当業者に既知の更なる成分を含んでもよい。例えば、本発明の組成物は、少なくとも１つの結合剤及び／又は少なくとも１つの界面活性剤を更に含んでもよい。結合剤が存在する場合、分散性アルミナ結合剤が好ましい。
基材は、金属又はセラミック基材であってもよい。好ましくは、基材は、フロースルーモノリス又はフィルタモノリスである。
モノリス基材は、触媒材料を保持するための担体として作用する。モノリス基材を形成するのに好適な材料としては、コージライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ－シリカマグネシア若しくはケイ酸ジルコニウムなどのセラミック様材料、又は多孔質の耐火金属が挙げられる。多孔質モノリス基材の製造におけるそのような材料及びそれらの使用は、当該技術分野において周知である。
モノリスがフィルタリングモノリスである場合、フィルタリングモノリスはウォールフローフィルタであることが好ましい。ウォールフローフィルタでは、各入口チャネルは、多孔質構造のウォールによって出口チャネルから交互に分かれており、逆もまた同様である。入口チャネル及び出口チャネルは、ハニカム配列で配置されることが好ましい。ハニカム配列が存在する場合、入口チャネルに垂直及び横方向に隣接するチャネルは上流端部で塞がれていることが好ましく、逆もまた同様である（すなわち、出口チャネルに垂直及び横方向に隣接するチャネルは、下流端部で塞がれる）。いずれかの端部から見たとき、チャネルの交互に塞がれ、開いている端部は、チェス盤の外観をとる。
基材は、電気的に加熱可能な基材であってもよい（すなわち、電気的に加熱可能な基材は、使用中に電気的に加熱する基材である）。基材が電気的に加熱可能な基材である場合、本発明の触媒物品は、電力接続部、好ましくは少なくとも２つの電力接続部、より好ましくは２つの電力接続部のみを含む。各電力接続部は、電気的に加熱可能な基材及び電源に電気的に接続されてもよい。触媒物品は、ジュール加熱によって加熱することができ、抵抗器を通る電流は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。
概ね、電気的に加熱可能な基材は、金属を含む。金属は、電力接続部又は複数の電力接続部に電気的に接続されてもよい。
典型的には、電気的に加熱可能な基材は、電気的に加熱可能なハニカム基材である。電気的に加熱可能な基材は、使用中に、電気的に加熱するハニカム基材であってもよい。
電気的に加熱可能な基材は、電気的に加熱可能な基材モノリス（例えば、金属モノリス）を含んでもよい。モノリスは、波形金属シート又は箔を含んでもよい。波形金属シート又は箔は、ロール処理、巻き取り、又は積層されてもよい。波形金属シートがロール処理又は巻き取りされる場合、コイル、螺旋形状、又は同心パターンにロール処理又は巻き取りされてもよい。
電気的に加熱可能な基材の金属、金属モノリス及び／又は波形金属シート若しくは箔は、アルミニウムフェライト鋼、例えばＦｅｃｒａｌｌｏｙ（商標）を含んでもよい。
本発明の触媒は、任意の好適な手段によって調製することができる。例えば、触媒は、第１のＰＧＭ、所望による第１のアルカリ金属又はアルカリ土類金属又は第２のＰＧＭ、無機酸化物、ＯＳＣ材料、及び希土類金属酸化物を任意の順序で混合することによって調製することができる。添加の方法及び順序は、特に重要であるとは見なされない。例えば、触媒の各成分は、任意の他の成分又は複数成分に同時に添加されてもよく、又は任意の順序で順次添加されてもよい。触媒の各成分は、含浸、吸着、イオン交換、初期湿潤、沈殿などによって、又は当該技術分野において共通して知られている任意の他の手段によって、触媒の任意の他の成分に添加されてもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、ドーパントとしてではなく、物理的ブレンドによって触媒領域に組み込まれている。
希土類金属酸化物は、最後の主要成分として混合物に添加されてもよい。
好ましくは、上述の触媒は、ウォッシュコーティング手順を用いて触媒を基材上に堆積させることによって調製される。ウォッシュコート手順を用いて触媒を調製するための代表的なプロセスを以下に記載する。以下のプロセスは、本発明の異なる実施形態に従って変更され得ることが理解されるであろう。
ウォッシュコーティングは、好ましくは、適切な溶媒、好ましくは水に、先に定義された触媒の成分の微細化粒子を最初にスラリー化してスラリーを形成することによって実施される。スラリーは、好ましくは５～７０重量％、より好ましくは１０～５０重量％の固形分を含有する。好ましくは、粒子は、スラリーを形成する前に、実質的に全ての固体粒子が平均直径で２０μｍ未満の粒径を有することを確実にするために、ミル粉砕されるか、又は別の粉砕プロセスに供される。安定剤、結合剤、界面活性剤、又は促進剤（プロモータ）などの追加の成分も、水溶性又は水分散性化合物又は複合体の混合物としてスラリーに組み込まれてもよい。
次いで、基材をスラリーで１回以上コーティングして、触媒の所望の担持量を基材上に堆積させるようにすることができる。
あるいは、本発明の触媒物品は、第２の触媒領域、例えば以下に記載される第２の触媒領域を更に含んでもよい。上記の触媒領域を、以下、第１の触媒領域と称する。したがって、触媒物品は、第１の触媒領域及び第２の触媒領域を含む。疑義を避けるために、第１の触媒領域は、第２の触媒領域とは異なる（すなわち、組成が異なる）。
第１の配置では、第１の触媒領域は第１の触媒層であり、第２の触媒領域は第２の触媒層である。第１の触媒層は、第２の触媒層上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。あるいは、第２の触媒層は、第１の触媒層上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。第２の触媒層は、第１の触媒層上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていることが好ましい。
第１の触媒層は、典型的には、基材の全長（すなわち、実質的に全長）、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって延びている。
第２の触媒層は、典型的には、基材の全長（すなわち、実質的に全長）、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって延びている。
第２の配置では、第１の触媒領域は第１の触媒ゾーンであり、第２の触媒領域は第２の触媒ゾーンである。第１の触媒ゾーンは、第２の触媒ゾーンの上流に配設されていてもよい。あるいは、第２の触媒ゾーンは、第１の触媒ゾーンの上流に配設されていてもよい。第１の触媒ゾーンは、第２の触媒ゾーンの上流に配設されていることが好ましい。
第１の触媒ゾーンは第２の触媒ゾーンに隣接していてもよく、又は第１の触媒ゾーンと第２の触媒ゾーンとの間に間隙（例えば、空間）が存在していてもよい。好ましくは、第１の触媒ゾーンは、第２の触媒ゾーンと接触している。第１の触媒ゾーンが第２の触媒ゾーンに隣接及び／又は接触している場合、第１の触媒ゾーンと第２の触媒ゾーンとの組み合わせは、基材上に層として配設又は担持されていてもよい。したがって、第１及び第２の触媒ゾーンが互いに隣接又は接触している場合、層が基材上に形成されてもよい。このような配置によって、背圧による問題を回避することができる。
第１の触媒ゾーンは、典型的には、基材の長さの１０～９０％、好ましくは基材の長さの１５～７５％、より好ましくは基材の長さの２０～７０％、更により好ましくは２５～６５％の長さを有する。
第２の触媒ゾーンは、典型的には、基材の長さの１０～９０％、好ましくは基材の長さの１５～７５％、より好ましくは基材の長さの２０～７０％、更により好ましくは２５～６５％の長さを有する。
第１の触媒ゾーン及び第２の触媒ゾーンは、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
第３の配置では、第２の触媒領域は、第１の触媒領域上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されている。
第１の触媒領域は、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
第２の触媒領域の全長（例えば、全て）が、第１の触媒領域上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。あるいは、第２の触媒領域の長さの一部すなわち一部分が、第１の触媒領域上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。第２の触媒領域の長さの一部すなわち一部分（例えば、残りの一部すなわち一部分）が、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
第２の触媒領域は第２の触媒層であってもよく、第１の触媒領域は第１の触媒ゾーンであってもよい。第２の触媒ゾーンの全長は、好ましくは、第１の触媒層上に配設又は担持されている。第１の触媒層は、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
第１の触媒層は、典型的には、基材の全長（すなわち、実質的に全長）、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって延びている。
第２の触媒ゾーンは、典型的には、基材の長さの１０～９０％、好ましくは基材の長さの１５～７５％、より好ましくは基材の長さの２０～７０％、更により好ましくは２５～６５％の長さを有する。
第２の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第２の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第２の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていることが好ましい。
代替的な第３の配置では、第２の触媒領域は第２の触媒ゾーンであり、第１の触媒領域は第１の触媒ゾーン又は第１の触媒層である。第２の触媒ゾーン又は第２の触媒層は、第１の触媒ゾーン上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されている。
第１の触媒ゾーンは、典型的には、基材の長さの１０～９０％、好ましくは基材の長さの１５～７５％、より好ましくは基材の長さの２０～７０％、更により好ましくは２５～６５％の長さを有する。
第２の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第２の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第２の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていることが好ましい。
第１の触媒ゾーン上に配設又は担持されていることに加えて、第２の触媒ゾーン又は第２の触媒層は、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。したがって、第２の触媒ゾーン又は第２の触媒層の長さの一部すなわち一部分は、第１の触媒ゾーン上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよく、第２の触媒ゾーン又は第２の触媒層の長さの一部すなわち一部分（例えば、残りの一部すなわち一部分）は、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
代替的な第３の配置では、第１の触媒領域が第１の触媒ゾーンである場合、第１の触媒ゾーンは、典型的には、基材の長さの１０～９０％、好ましくは基材の長さの１５～７５％、より好ましくは基材の長さの２０～７０％、更により好ましくは２５～６５％の長さを有する。
第１の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第１の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第１の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていることが好ましい。
代替的な第３の配置では、第１の触媒領域が第１の触媒層である場合、第１の触媒層は、典型的には、基材の全長（すなわち、実質的に全長）、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって延びている。第１の触媒領域が第１の触媒層である場合、好ましくは、第２の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されている。
第４の配置では、第１の触媒領域は、第２の触媒領域上に配設又は担持されている。
第２の触媒領域は、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
第１の触媒領域の全長（例えば、全て）が、第２の触媒領域上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。あるいは、第１の触媒領域の長さの一部すなわち一部分が、第２の触媒領域上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。第１の触媒領域の長さの一部すなわち一部分（例えば、残りの一部すなわち一部分）が、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
第１の触媒領域は第１の触媒層であってもよく、第２の触媒領域は第２の触媒ゾーンであってもよい。第１の触媒ゾーンの全長は、好ましくは、第２の触媒層上に配設又は担持されている。
第２の触媒層は、典型的には、基材の全長（すなわち、実質的に全長）、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって延びている。
第１の触媒ゾーンは、典型的には、基材の長さの１０～９０％、好ましくは基材の長さの１５～７５％、より好ましくは基材の長さの２０～７０％、更により好ましくは２５～６５％の長さを有する。
第１の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第１の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第１の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていることが好ましい。
代替的な第４の配置では、第１の触媒領域は第１の触媒ゾーンであり、第２の触媒領域は第２の触媒ゾーン又は第２の触媒層である。第１の触媒ゾーン又は第１の触媒層は、第２の触媒ゾーン上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されている。
第２の触媒ゾーンは、典型的には、基材の長さの１０～９０％、好ましくは基材の長さの１５～７５％、より好ましくは基材の長さの２０～７０％、更により好ましくは２５～６５％の長さを有する。
第２の触媒ゾーンの全長（例えば、全て）が、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
第２の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第２の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第２の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていることが好ましい。
第２の触媒ゾーン上に配設又は担持されていることに加えて、第１の触媒ゾーン又は第１の触媒層は、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。したがって、第１の触媒ゾーン又は第１の触媒層の長さの一部すなわち一部分は、第２の触媒ゾーン上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよく、第１の触媒ゾーン又は第１の触媒層の長さの一部すなわち一部分（例えば、残りの一部すなわち一部分）は、基材上に配設又は担持（例えば、直接配設又は担持）されていてもよい。
代替的な第４の配置では、第１の触媒領域が第１の触媒ゾーンである場合、第１の触媒ゾーンは、典型的には、基材の長さの１０～９０％、好ましくは基材の長さの１５～７５％、より好ましくは基材の長さの２０～７０％、更により好ましくは２５～６５％の長さを有する。
第１の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第１の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されていてもよい。第２の触媒ゾーンは、基材の入口端部又はその近傍に配設されていることが好ましい。
代替的な第４の配置では、第１の触媒領域が第１の触媒層である場合、第１の触媒層は、典型的には、基材の全長（すなわち、実質的に全長）、特に基材モノリスのチャネルの全長にわたって延びている。第１の触媒領域が第１の触媒層である場合、好ましくは、第２の触媒ゾーンは、基材の出口端部又はその近傍に配設されている。
第２の触媒領域は、貴金属成分と、第２のＯＳＣ材料と、第２の無機酸化物と、を含んでもよい。
貴金属成分は、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特に好ましくは、貴金属成分は、ロジウムである。
第２の触媒領域は、第２の触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．０３～１．５重量％の貴金属成分、より好ましくは０．０３～１重量％の貴金属成分、最も好ましくは０．０３～０．５重量％の貴金属成分を含む。
貴金属がロジウムである実施形態では、第２の触媒領域は、第２の触媒領域の総重量に基づいて、好ましくは０．０３～１．５重量％のロジウム、より好ましくは０．０３～１重量％のロジウム、最も好ましくは０．０３～０．５重量％のロジウムを含む。
第２のＯＳＣ材料は、好ましくは、酸化セリウム、セリア－ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物からなる群から選択される。好ましくは、第２のＯＳＣ材料は、セリア－ジルコニア混合酸化物である。セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、少なくとも５：５、好ましくは少なくとも６：４、より好ましくは少なくとも７：３であってもよい。
第２のＯＳＣ材料（例えば、セリア－ジルコニア混合酸化物）は、第２の触媒領域の総重量に基づいて、２０～８０重量％であってもよい。
第２の無機酸化物は、好ましくは、１０～１５００ｍ２／ｇの範囲の表面積、０．１～４ｍＬ／ｇの範囲の細孔容積、及び約１０～１０００Åの細孔直径を有する。８０ｍ２／ｇ超の表面積を有する高表面積無機酸化物、例えば高表面積アルミナが特に好ましい。他の好ましい無機酸化物としては、マグネシア／アルミナ複合酸化物が挙げられ、これは、所望によりセリウム含有成分、例えば、セリアを更に含む。このような場合、セリアは、例えばコーティングとして、マグネシア／アルミナ複合酸化物の表面上に存在してもよい。
第２のＯＳＣ材料と第２の無機酸化物とは、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７の重量比を有してもよい。
第２の触媒領域の総ウォッシュコート担持量は、０．２～４ｇ／ｉｎ３、好ましくは０．５～３ｇ／ｉｎ３、より好ましくは１～２ｇ／ｉｎ３であってもよい。
第２の触媒領域は、第２の貴金属成分を更に含んでもよい。
第２の貴金属は、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特に好ましくは、貴金属成分がロジウムである場合、第２の貴金属成分はパラジウムである。
いくつかの実施形態では、パラジウム成分とロジウム成分とは、１０：１～１：１０の重量比を有する。より好ましくは、パラジウム成分とロジウム成分とは、８：１～１：８の重量比を有する。最も好ましくは、パラジウム成分とロジウム成分とは、５：１～１：５の重量比を有する。
特定の実施形態では、第２の触媒領域は、ロジウム成分以外の貴金属を本質的に含まない。
本発明の第２の触媒領域は、当業者に既知の更なる成分を含んでもよい。例えば、本発明の組成物は、少なくとも１つの結合剤及び／又は少なくとも１つの界面活性剤を更に含んでもよい。結合剤が存在する場合、分散性アルミナ結合剤が好ましい。
上述した領域、ゾーン、及び層は、基材上にウォッシュコートを作製及び適用するための従来の方法を使用して調製することができ、また、当該技術分野において公知である（例えば、国際公開第９９／４７２６０号、同第２００７／０７７４６２号、及び同第２０１１／０８０５２５号を参照されたい）。
本開示の別の態様は、本明細書に記載の触媒物品を使用する、ＮＯｘ、ＣＯ、及びＨＣを含有する、車両排気ガスを処理するための方法に関する。この方法に従って作製されたＴＷＣを備えた触媒コンバータは、従来のＴＷＣと比較して、改善された触媒性能を示す（例えば、実施例１５及び実施例１６、並びに表３及び表４を参照されたい）。
本開示の別の態様は、システムを通じて排気ガスを移送するための導管と共に本明細書に記載される触媒物品を含む車両排気ガスを処理するためのシステムに関する。
システムは、第２の触媒物品を含んでもよい。好ましくは、第２の触媒物品は、ガソリン微粒子フィルタ（ＧＰＦ）又はＴＷＣを含んでもよい。より好ましくは、第２の触媒物品は、第１の触媒物品の下流に配置される。
ＴＷＣ触媒は、任意の従来のＴＷＣ触媒であってもよい。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１５％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
集中的な研究により、本発明者らは、物理的ブレンドとして組み込む希土類金属酸化物の添加により、組成物の高温熱安定性が、素のままのＯＳＣ材料と比較して、又は更に希土類金属前駆体でドープされたＯＳＣ材料と比較して、著しく改善されたことを見出した。
組成物は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、２～２０重量％の希土類金属酸化物を含む。より好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５～１５重量％の希土類金属酸化物を含む。最も好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、８～１２重量％の希土類金属酸化物を含んでもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有してもよい。組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
組成物の比表面積は、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも２０％、又は少なくとも２５％増加していてもよい。いくつかの実施形態では、組成物の比表面積は、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも３０％、又は少なくとも４０％増加していてもよい。他の実施形態では、組成物の比表面積は、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも４５％、又は少なくとも５０％増加していてもよい。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも５％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
組成物は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、２～２０重量％の希土類金属酸化物を含む。より好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５～１５重量％の希土類金属酸化物を含む。最も好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、８～１２重量％の希土類金属酸化物を含んでもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有してもよい。組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
組成物の比表面積は、好ましくは、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも１０％、又は少なくとも１５％増加していてもよい。いくつかの実施形態では、組成物の比表面積は、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも２０％、又は少なくとも２５％増加していてもよい。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
組成物は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、２～２０重量％の希土類金属酸化物を含む。より好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５～１５重量％の希土類金属酸化物を含む。最も好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、８～１２重量％の希土類金属酸化物を含んでもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有してもよい。組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
組成物の比表面積は、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも１５％、又は少なくとも２０％増加していてもよい。いくつかの実施形態では、組成物の比表面積は、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも２５％、又は少なくとも３０％増加していてもよい。
本開示の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
組成物は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、２～２０重量％の希土類金属酸化物を含む。より好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５～１５重量％の希土類金属酸化物を含む。最も好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、８～１２重量％の希土類金属酸化物を含んでもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有してもよい。組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
組成物の比表面積は、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも１５％、又は少なくとも２０％増加していてもよい。いくつかの実施形態では、組成物の比表面積は、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも２５％、又は少なくとも３０％増加していてもよい。他の実施形態では、組成物の比表面積は、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも３５％、又は少なくとも４０％増加していてもよい。
本発明の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物とＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも３５％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
組成物は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、２～２０重量％の希土類金属酸化物を含む。より好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５～１５重量％の希土類金属酸化物を含む。最も好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、８～１２重量％の希土類金属酸化物を含んでもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有してもよい。組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
ＰＧＭは、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特に好ましくは、ＰＧＭは、パラジウムである。
組成物は、組成物の重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％のＰＧＭ、より好ましくは０．０３～７重量％のＰＧＭ、最も好ましくは０．０３～４重量％のＰＧＭを含む。
ＰＧＭがパラジウムである実施形態では、組成物は、組成物の重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％のパラジウム、より好ましくは０．０３～７重量％のパラジウム、最も好ましくは０．０３～４重量％のパラジウムを含む。
組成物の比表面積は、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％増加していてもよい。いくつかの実施形態では、組成物の比表面積は、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも６０％、又は少なくとも７０％増加していてもよい。他の実施形態では、組成物の比表面積は、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも１００％、又は少なくとも１０５％増加していてもよい。
本発明の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物とＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも２０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
組成物は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、２～２０重量％の希土類金属酸化物を含む。より好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５～１５重量％の希土類金属酸化物を含む。最も好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、８～１２重量％の希土類金属酸化物を含んでもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有してもよい。組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
ＰＧＭは、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特に好ましくは、ＰＧＭは、パラジウムである。
組成物は、組成物の重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％のＰＧＭ、より好ましくは０．０３～７重量％のＰＧＭ、最も好ましくは０．０３～４重量％のＰＧＭを含む。
ＰＧＭがパラジウムである実施形態では、組成物は、組成物の重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％のパラジウム、より好ましくは０．０３～７重量％のパラジウム、最も好ましくは０．０３～４重量％のパラジウムを含む。
組成物の比表面積は、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％増加していてもよい。いくつかの実施形態では、組成物の比表面積は、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも６０％、又は少なくとも７０％増加していてもよい。他の実施形態では、組成物の比表面積は、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも１００％、又は少なくとも１１０％増加していてもよい。
本発明の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物とＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも１０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
組成物は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、２～２０重量％の希土類金属酸化物を含む。より好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５～１５重量％の希土類金属酸化物を含む。最も好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、８～１２重量％の希土類金属酸化物を含んでもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有してもよい。組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
ＰＧＭは、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特に好ましくは、ＰＧＭは、パラジウムである。
組成物は、組成物の重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％のＰＧＭ、より好ましくは０．０３～７重量％のＰＧＭ、最も好ましくは０．０３～４重量％のＰＧＭを含む。
ＰＧＭがパラジウムである実施形態では、組成物は、組成物の重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％のパラジウム、より好ましくは０．０３～７重量％のパラジウム、最も好ましくは０．０３～４重量％のパラジウムを含む。
組成物の比表面積は、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも２０％、又は少なくとも３０％増加していてもよい。いくつかの実施形態では、組成物の比表面積は、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％増加していてもよい。他の実施形態では、組成物の比表面積は、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、少なくとも６０％、又は少なくとも７０％増加していてもよい。
本発明の別の態様は、セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、組成物の比表面積が、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、セリア－ジルコニア混合酸化物とＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも１０％増加しており、希土類金属酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、又はこれらの混合物である、組成物に関する。
組成物は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、２～２０重量％の希土類金属酸化物を含む。より好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、５～１５重量％の希土類金属酸化物を含む。最も好ましくは、組成物は、組成物の総重量に基づいて、８～１２重量％の希土類金属酸化物を含んでもよい。
好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、及びこれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はこれらの混合物である。最も好ましくは、希土類金属酸化物は、Ｎｄ２Ｏ３である。
希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有してもよい。組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも５００ｎｍ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも１μｍ以上、少なくとも２μｍ以上、少なくとも３μｍ以上、少なくとも４μｍ以上、少なくとも５μｍ以上、又は少なくとも６μｍ以上であってもよい。他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも７μｍ以上であってもよい。更に他の実施形態では、組成物における希土類金属酸化物の平均直径は、少なくとも８μｍ以上であってもよい。
セリア－ジルコニア混合酸化物は、ジルコニアとセリアとのモル比が、９：１～１：９、好ましくは８：２～２：８、より好ましくは７：３～３：７であってもよい。
ＰＧＭは、好ましくは、パラジウム、白金、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特に好ましくは、ＰＧＭは、パラジウムである。
組成物は、組成物の重量に基づいて、好ましくは０．０３～１０重量％のＰＧＭ、より好ましくは０．０３～７重量％のＰＧＭ、最も好ましくは０．０３～４重量％のＰＧＭを含む。
ＰＧＭがパラジウムである実施形態では、組成物は、組成物の重量に基づいて、好ましくは、０．０３～１０重量％のパラジウム、より好ましくは０．０３～７重量％のパラジウム、最も好ましくは０．０３～４重量％のパラジウムを含む。
組成物の比表面積は、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも２０％、又は少なくとも３０％増加していてもよい。いくつかの実施形態では、組成物の比表面積は、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％増加していてもよい。他の実施形態では、組成物の比表面積は、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、少なくとも６０％、又は少なくとも７０％増加していてもよい。
定義
本明細書で使用するとき、用語「領域」は、典型的にはウォッシュコートを乾燥及び／又は焼成することによって得られる基材上の場所を指す。「領域」は、例えば、「層」又は「ゾーン」として基材上に配設又は担持されてもよい。基材上の場所又は配置は、概ね、基材にウォッシュコートを適用するプロセス中に制御される。「領域」は、典型的には、明らかな境界又は縁部を有する（すなわち、従来の分析技術を使用して、一方の領域を別の領域から区別することが可能である）。
典型的には、「領域」は、実質的に均一な長さを有する。これに関連する「実質的に均一な長さ」への言及は、その平均値から１０％を超えて逸脱しない長さ（例えば、最大長と最小長との差）、好ましくは５％を超えて逸脱しない長さ、より好ましくは１％を超えて逸脱しない長さを指す。
各「領域」は、実質的に均一な組成を有する（すなわち、領域の一部とその領域の別の一部とを比較するとき、ウォッシュコートの組成に実質的な差がない）ことが好ましい。これに関連する実質的に均一な組成は、領域の一部を領域の別の一部と比較するとき、組成の差が５％以下、通常は２．５％以下、最も通常的には１％以下である材料（例えば、領域）を指す。
本明細書で使用するとき、用語「ゾーン」は、基材の全長の≦７５％など、基材の全長よりも短い長さを有する領域を指す。≦「ゾーン」は、典型的には、基材の全長の少なくとも５％（例えば≧５％）の長さ（すなわち、実質的に均一な長さ）を有する。
基材の全長は、その入口端部とその出口端部との間（例えば、基材の両端部の間）の距離である。
本明細書で使用される「基材の入口端部に配設されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配設又は担持されているゾーンであって、その位置について基材の入口端部までの方が基材の出口端部までよりも近いものを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわち、その長さの半分での点）は、基材の入口端部までの方が基材の出口端部までよりも近い。同様に、本明細書で使用される「基材の出口端部に配設されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配設又は担持されているゾーンであって、その位置について基材の入口端部までの方が基材の出口端部までよりも近いものを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわち、その長さの半分での点）は、基材の出口端部までの方が基材の入口端部までよりも近い。
基材がウォールフローフィルタである場合、概して、「基材の入口端部に配設されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配設又は担持されているゾーンであって、
（ａ）基材の入口チャネルの入口端部（例えば、開いている端部）までの方が入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までよりも近いもの、及び／又は
（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までの方が出口チャネルの出口端部（例えば開いている端部）までよりも近いものを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわちその半分の長さでの点）は、（ａ）基材の入口チャネルの入口端部までの方が入口チャネルの閉じた端部までよりも近い、及び／又は（ｂ）基材の出口チャネルの閉じた端部までの方が出口チャネルの出口端部までよりも近い。
同様に、基材がウォールフローフィルタである場合、「基材の出口端部に配設されているゾーン」への任意の言及は、基材上に配設又は担持されているゾーンであって、
（ａ）基材の出口チャネルの出口端部（例えば、開いている端部）までの方が出口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までよりも近いもの、及び／又は
（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部（例えば、遮断された端部又は塞がれた端部）までの方が入口チャネルの入口端部（例えば開いている端部）までよりも近いものを指す。したがって、ゾーンの中点（すなわちその半分の長さでの点）は、（ａ）基材の出口チャネルの出口端部までの方が出口チャネルの閉じた端部までよりも近い、及び／又は（ｂ）基材の入口チャネルの閉じた端部までの方が入口チャネルの入口端部までよりも近い。
ウォッシュコートがウォールフローフィルタのウォールに存在する（すなわち、ゾーンがウォール内のものである）場合、（ａ）と（ｂ）との両方を満たすことができる。
用語「ウォッシュコート」は、当該技術分野において公知であり、通常は触媒の製造中基材に適用される、接着性コーティングを指す。
本明細書で使用するとき、頭字語「ＰＧＭ」は、「白金族金属」を指す。用語「白金族金属」は、全般的に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、及びＰｔからなる群から選択される金属、好ましくはＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、及びＰｔからなる群から選択される金属を指す。全般的に、用語「ＰＧＭ」は、好ましくは、Ｒｈ、Ｐｔ、及びＰｄからなる群から選択される金属を指す。
本明細書で使用するとき、用語「混合酸化物」は、全般的に、当該技術分野において従来から公知であるように、単一相中の酸化物の混合物を指す。本明細書で使用するとき、用語「複合酸化物」は、全般的に、当該技術分野において従来から公知であるように、２つ以上の相を有する酸化物の組成物を指す。
本明細書で使用するとき、「本質的になる」という表現により、特定された材料、及び任意の他の材料又は工程を含む特徴点の範囲を、その特徴点の基本的特性に大きく影響しないものに、例えば微量不純物などに限定する。「から本質的になる」という表現は、「からなる」という表現を包含する。
材料に関して本明細書で使用されるとき、「実質的に含まない」という表現は、典型的には、領域、層、又はゾーンの内容物との関連において、材料が少量、例えば、≦５重量％、好ましくは≦２重量％、より好ましくは≦１重量％であることを意味する。「実質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。
材料に関して本明細書で使用される「本質的に含まない」という表現は、典型的には、領域、層、又はゾーンの内容物との関連において、材料が微量、例えば、≦１重量％、好ましくは≦０．５重量％、より好ましくは≦０．１重量％であることを意味する。「本質的に含まない」という表現は、「含まない」という表現を包含する。
本明細書で使用するとき、重量％として表されるドーパントの量、特に総量に対する任意の言及は、担持材料又はその耐火金属酸化物の重量を指す。
本明細書で使用するとき、用語「担持量」は、金属重量基準でのｇ／ｆｔ３の単位の測定値を指す。
本明細書で使用するとき、用語「レドックス」は、還元雰囲気と酸化雰囲気との間で交互に変化するガス混合物を指す。
以下の実施例は、単に本発明を例示するものである。当業者は、本発明の趣旨及び特許請求の範囲内にある多くの変形例を認識することになる。
実施例１（比較例）：触媒１は、ＣｅＺｒ混合酸化物であり、ＣｅとＺｒとのモル比を１：１とする。
実施例２（比較例）：Ｎｄ（ＮＯ３）３溶液を触媒１のＣｅＺｒ混合酸化物上に満たすことによって、触媒２を調製した。Ｎｄ担持量を、触媒２の総重量に基づいて、１０重量％（Ｎｄ２Ｏ３として計算）とした。
実施例３：触媒３は、触媒１のＣｅＺｒ混合酸化物とＮｄ２Ｏ３との、物理的混合物である。両方の材料の粒径を、Ｄ５０にて約５μｍとする。２つの材料の重量比を、９０：１０とした。
実施例４：触媒４は、触媒１のＣｅＺｒ混合酸化物とＹ２Ｏ３との、物理的混合物である。両方の材料の粒径を、Ｄ５０にて約５μｍとする。２つの材料の重量比を、９０：１０とする。
実施例５：実施例１～４の粉末サンプルをマッフル炉に入れ、空気中、１０００℃又は１１００℃で１０時間処理した。処理後のサンプルのＢＥＴ表面積を測定した。それを表１に報告する。
実施例６：実施例１～４の粉末サンプルを管状炉に入れた。供給ガスを、５分毎にリーン条件とリッチ条件との間で交互に変化させた。リーンガス混合物は、１％のＯ２と、１０％のＨ２Ｏと、２０ｐｐｍのＳＯ２と、を含有し、空気を残部とした。リッチガス混合物は、０．５％のＣＯと、１０％のＨ２Ｏと、２０ｐｐｍのＳＯと、を含有し、空気を残部とした。サンプルを、１０００℃又は１１００℃で１０時間処理した。処理後のサンプルのＢＥＴ表面積を測定した。それも表１に報告する。
Figure 0007319971000001
実施例７（比較例）：硝酸Ｐｄを、実施例１のＣｅＺｒ混合酸化物上に満たした。サンプルを乾燥させ、最終粉末を５００℃で２時間焼成した。Ｐｄ担持量を、１重量％とした。
実施例８（比較例）：硝酸Ｐｄを、実施例２の粉末サンプル上に満たした。サンプルを乾燥させ、最終粉末を５００℃で２時間焼成した。Ｐｄ担持量を、１重量％とした。
実施例９：硝酸Ｐｄを実施例３の物理的混合物に添加して、スラリーを形成した。スラリーを乾燥させ、最終粉末を５００℃で２時間焼成した。Ｐｄ担持量を、１重量％とした。
実施例１０：硝酸Ｐｄを実施例４の物理的混合物に添加して、スラリーを形成した。スラリーを乾燥させ、最終粉末を５００℃で２時間焼成した。Ｐｄ担持量を、１重量％とした。
実施例１１：実施例７～１０の粉末サンプルを、実施例５及び実施例６に記載した処理と同じ処理に供した。処理されたサンプルのＢＥＴ表面積を測定した。それを表２に報告する。
Figure 0007319971000002
実験結果
実施例１２（比較例）：触媒１２は、二重層構造を有する市販の三元（Ｐｄ－Ｒｈ）触媒である。下層は、第１のＣｅＺｒ混合酸化物と、Ｌａ安定化アルミナと、Ｂａプロモーターと、ベーマイト結合剤との、ウォッシュコート上に担持されたＰｄからなる。ウォッシュコート担持量を約１．６ｇ／ｉｎ３とし、Ｐｄ担持量を１ｇ／ｆｔ３とした。上層は、第２のＣｅＺｒ混合酸化物と、Ｌａ安定化アルミナとの、ウォッシュコート上に担持されたＲｈからなる。上層のウォッシュコート担持量を約１．４ｇ／ｉｎ３とし、Ｒｈ担持量を２ｇ／ｆｔ３とした。総触媒担持量を、約３．０ｇ／ｉｎ３とした。
実施例１３：触媒１３を触媒１２と同様に調製したが、異なる点としては、Ｄ５０の粒径が約７μｍの酸化物Ｎｄ２Ｏ３の粉末もまた、硝酸Ｐｄと、第１のＣｅＺｒ混合酸化物と、Ｌａ安定化アルミナと、Ｂａプロモーターと、ベーマイト結合剤との、スラリーに添加したことであった。添加されたＮｄ２Ｏ３の量を、ＣｅＺｒ混合酸化物の約１０重量％とした。
実施例１４：触媒１２及び触媒１３を、同一の種類、ｃｐｓｉ、及び寸法の基材上にコーティングして、標準的なリーン、リッチ、化学量論的サイクリングＴＷＣ経時劣化条件にてガソリンエンジンを使用して、経時劣化させた。次いで、触媒１２及び触媒１３をガソリンエンジンのライトオフ温度について性能試験して、ガソリン車両で繰り返しＦＴＰ－７５サイクルにわたって評価した。
実施例１５：
触媒１２及び触媒１３の、ＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘのＴ５０ライトオフ温度を表３に示す。このデータは、触媒１３の向上した熱耐久性によって、触媒１２の標準的なＴＷＣの例に対して著しく改善されたライトオフ性能が得られることを示している。
Figure 0007319971000003
実施例１６：
繰り返しＦＴＰサイクルにわたって平均した、ＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘの変換性能を表４に示す。データは、触媒１３の向上した熱耐久性によって、触媒１２の標準的なＴＷＣの例に対して著しく改善された排出量が得られることを示している。
Figure 0007319971000004
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
（態様１）
排気ガスを処理するための触媒物品であって、
基材と、
前記基材上の触媒領域と、を含み、
前記触媒領域が、第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分と、酸素吸蔵成分（ＯＳＣ）材料と、希土類金属酸化物と、無機酸化物と、を含み、
前記希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、触媒物品。
（態様２）
前記第１のＰＧＭ成分が、白金、パラジウム、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、態様１に記載の触媒物品。
（態様３）
前記第１のＰＧＭ成分が、パラジウムである、態様１又は２に記載の触媒物品。
（態様４）
前記パラジウム担持量が、前記触媒領域の総重量に基づいて、０．０３～１０重量％の範囲である、態様３に記載の触媒物品。
（態様５）
前記ＯＳＣ材料が、酸化セリウム、セリア－ジルコニア混合酸化物、及びアルミナ－セリア－ジルコニア混合酸化物からなる群から選択される、態様１～４のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様６）
前記ＯＳＣ材料が、セリア－ジルコニア混合酸化物である、態様５に記載の触媒物品。
（態様７）
前記無機酸化物が、アルミナ、ランタニド安定化アルミナ、アルカリ土類安定化アルミナ、シリカ、アルミノケイ酸塩、マグネシア／アルミナ複合酸化物、チタニア、ニオビア、酸化タンタル、酸化ネオジム、酸化イットリウム、ランタニド、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択される、態様１～６のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様８）
前記無機酸化物が、アルミナ、ランタニド安定化アルミナ、又はマグネシア／アルミナ複合酸化物である、態様７に記載の触媒物品。
（態様９）
前記触媒領域が、前記ＯＳＣ材料に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様１～８のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様１０）
前記希土類金属酸化物が、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、及びこれらの混合物からなる群から選択される、態様１～９のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様１１）
前記希土類金属酸化物が、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、又はこれらの混合物である、態様１～１０のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様１２）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ である、態様１～１１のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様１３）
前記希土類金属酸化物が、物理的ブレンドによる前記希土類金属酸化物として前記触媒領域に組み込まれている、態様１～１２のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様１４）
前記触媒領域が、アルカリ材料又はアルカリ土類材料を更に含む、態様１～１３のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様１５）
前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属が、バリウムである、態様１４に記載の触媒物品。
（態様１６）
前記触媒領域が、第２のＰＧＭ成分を更に含む、態様１～１５のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様１７）
前記第２のＰＧＭ成分が、白金、パラジウム、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、態様１６に記載の触媒物品。
（態様１８）
前記第１のＰＧＭ成分がパラジウムであり、前記第２のＰＧＭ成分がロジウムである、態様１７に記載の触媒物品。
（態様１９）
前記パラジウム成分と前記ロジウム成分とが、２００：１～１：２００の重量比を有する、態様１８に記載の触媒物品。
（態様２０）
前記触媒領域が、前記パラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まない、態様１～１９のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様２１）
前記基材が、フロースルーモノリス又はウォールフローフィルタである、態様１～２０のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様２２）
第２の触媒領域を更に含む、態様１～２１のいずれか一項に記載の触媒物品。
（態様２３）
態様１～２２のいずれか一項に記載の触媒物品を含む、燃焼排気ガスの流れを処理するための排出処理システム。
（態様２４）
内燃機関からの排気ガスを処理する方法であって、前記排気ガスを態様１～２２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。
（態様２５）
内燃機関からの排気ガスを処理する方法であって、前記排気ガスを態様２３に記載の排出処理システムと接触させること、を含む、方法。
（態様２６）
セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、前記組成物の比表面積が、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、前記セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１５％増加しており、前記希土類金属酸化物は、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、又はこれらの混合物である、組成物。
（態様２７）
前記組成物の重量に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様２６に記載の組成物。
（態様２８）
前記希土類金属酸化物が、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、態様２６又は２７に記載の組成物。
（態様２９）
前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ジルコニアとセリアとのモル比が１：９～９：１である、態様２６～２８のいずれか一項に記載の組成物。
（態様３０）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 又はＹ ２ Ｏ ３ である、態様２６～２９のいずれか一項に記載の組成物。
（態様３１）
セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、前記組成物の比表面積が、空気にて１０００℃で１０時間焼成した後、前記セリア－ジルコニア混合酸化物と前記ＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも３５％増加しており、前記希土類金属酸化物は、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、又はこれらの混合物である、組成物。
（態様３２）
前記組成物の重量に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様３１に記載の組成物。
（態様３３）
前記希土類金属酸化物が、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、態様３１又は３２に記載の組成物。
（態様３４）
前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ジルコニアとセリアとのモル比が１：９～９：１である、態様３１～３３のいずれか一項に記載の組成物。
（態様３５）
前記ＰＧＭ成分が、パラジウムである、態様３１～３４のいずれか一項に記載の組成物。
（態様３６）
前記組成物に基づいて、少なくとも０．０３重量％のパラジウムを含む、態様３５に記載の組成物。
（態様３７）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 又はＹ ２ Ｏ ３ である、態様３１～３６のいずれか一項に記載の組成物。
（態様３８）
セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、前記組成物の比表面積が、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、前記セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも５％増加しており、前記希土類金属酸化物は、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、又はこれらの混合物である、組成物。
（態様３９）
前記組成物の重量に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様３８に記載の組成物。
（態様４０）
前記希土類金属酸化物が、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、態様３８又は３９に記載の組成物。
（態様４１）
前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ジルコニアとセリアとのモル比が１：９～９：１である、態様３８～４０のいずれか一項に記載の組成物。
（態様４２）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 又はＹ ２ Ｏ ３ である、態様３８～４１のいずれか一項に記載の組成物。
（態様４３）
セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、前記組成物の比表面積が、空気にて１１００℃で１０時間焼成した後、前記セリア－ジルコニア混合酸化物と前記ＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも２０％増加しており、前記希土類金属酸化物は、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、又はこれらの混合物である、組成物。
（態様４４）
前記組成物の重量に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様４３に記載の組成物。
（態様４５）
前記希土類金属酸化物が、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、態様４３又は４４に記載の組成物。
（態様４６）
前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ジルコニアとセリアとのモル比が１：９～９：１である、態様４３～４５のいずれか一項に記載の組成物。
（態様４７）
前記ＰＧＭ成分が、パラジウムである、態様４３～４６のいずれか一項に記載の組成物。
（態様４８）
前記組成物に基づいて、少なくとも０．０３重量％のパラジウムを含む、態様４７に記載の組成物。
（態様４９）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 又はＹ ２ Ｏ ３ である、態様４３～４８のいずれか一項に記載の組成物。
（態様５０）
セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、前記組成物の比表面積が、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、前記セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１０％増加しており、前記希土類金属酸化物は、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、又はこれらの混合物である、組成物。
（態様５１）
前記組成物の重量に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様５０に記載の組成物。
（態様５２）
前記希土類金属酸化物が、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、態様５０又は５１に記載の組成物。
（態様５３）
前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ジルコニアとセリアとのモル比が１：９～９：１である、態様５０～５２のいずれか一項に記載の組成物。
（態様５４）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 又はＹ ２ Ｏ ３ である、態様５０～５３のいずれか一項に記載の組成物。
（態様５５）
セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、前記組成物の比表面積が、レドックス条件にて１０００℃で１０時間焼成した後、前記セリア－ジルコニア混合酸化物と前記ＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも１０％増加しており、前記希土類金属酸化物は、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、又はこれらの混合物である、組成物。
（態様５６）
前記組成物の重量に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様５５に記載の組成物。
（態様５７）
前記希土類金属酸化物が、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、態様５５又は５６に記載の組成物。
（態様５８）
前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ジルコニアとセリアとのモル比が１：９～９：１である、態様５５～５７のいずれか一項に記載の組成物。
（態様５９）
前記ＰＧＭ成分が、パラジウムである、態様５５～５８のいずれか一項に記載の組成物。
（態様６０）
前記組成物に基づいて、少なくとも０．０３重量％のパラジウムを含む、態様５９に記載の組成物。
（態様６１）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 又はＹ ２ Ｏ ３ である、態様５５～６０のいずれか一項に記載の組成物。
（態様６２）
セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、を含む、組成物であって、前記組成物の比表面積が、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、前記セリア－ジルコニア混合酸化物と比較して少なくとも１０％増加しており、前記希土類金属酸化物は、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、又はこれらの混合物である、組成物。
（態様６３）
前記組成物の重量に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様６２に記載の組成物。
（態様６４）
前記希土類金属酸化物が、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、態様６２又は６３に記載の組成物。
（態様６５）
前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ジルコニアとセリアとのモル比が１：９～９：１である、態様６２～６４のいずれか一項に記載の組成物。
（態様６６）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 又はＹ ２ Ｏ ３ である、態様６２～６５のいずれか一項に記載の組成物。
（態様６７）
セリア－ジルコニア混合酸化物と、希土類金属酸化物と、白金族金属（ＰＧＭ）成分と、を含む、組成物であって、前記組成物の比表面積が、レドックス条件にて１１００℃で１０時間焼成した後、前記セリア－ジルコニア混合酸化物と前記ＰＧＭ成分との混合物と比較して少なくとも１０％増加しており、前記希土類金属酸化物は、Ｌａ ２ Ｏ ３ 、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｐｒ ６ Ｏ １１ 、又はこれらの混合物である、組成物。
（態様６８）
前記組成物の重量に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、態様６７に記載の組成物。
（態様６９）
前記希土類金属酸化物が、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ ５０ ）を有する、態様６７又は６８に記載の組成物。
（態様７０）
前記セリア－ジルコニア混合酸化物が、ジルコニアとセリアとのモル比が１：９～９：１である、態様６７～６９のいずれか一項に記載の組成物。
（態様７１）
前記ＰＧＭ成分が、パラジウムである、態様６７～７０のいずれか一項に記載の組成物。
（態様７２）
前記組成物に基づいて、少なくとも０．０３重量％のパラジウムを含む、態様７１に記載の組成物。
（態様７３）
前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ ２ Ｏ ３ 又はＹ ２ Ｏ ３ である、態様６７～７２のいずれか一項に記載の組成物。

Claims (11)

  1. 排気ガスを処理するための触媒物品であって、
    基材と、
    前記基材上の触媒領域と、を含み、
    前記触媒領域の１つが、第１の白金族金属（ＰＧＭ）成分と、酸素吸蔵成分（ＯＳＣ）材料と、希土類金属酸化物と、無機酸化物と、を含み、
    前記ＯＳＣ材料が、セリア－ジルコニア混合酸化物であり、
    前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、及びこれらの混合物からなる群から選択され、
    前記無機酸化物が、アルミナ、ランタニド安定化アルミナ、アルカリ土類安定化アルミナ、シリカ、アルミノケイ酸塩、マグネシア／アルミナ複合酸化物、チタニア、ニオビア、酸化タンタル、及びこれらの混合酸化物又は複合酸化物からなる群から選択され、
    前記ＯＳＣ材料と前記希土類金属酸化物とが物理的混合物を成し、
    前記希土類金属酸化物は、１００ｎｍ超の平均直径（ｄ５０）を有する、触媒物品。
  2. 前記第１のＰＧＭ成分が、白金、パラジウム、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の触媒物品。
  3. 前記第１のＰＧＭ成分が、パラジウムである、請求項１又は２に記載の触媒物品。
  4. 前記パラジウム担持量が、前記触媒領域の総重量に基づいて、０．０３～１０重量％の範囲である、請求項３に記載の触媒物品。
  5. 前記触媒領域が、前記ＯＳＣ材料に基づいて、２～２０重量％の前記希土類金属酸化物を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の触媒物品。
  6. 前記希土類金属酸化物が、Ｎｄ２Ｏ３である、請求項１～５のいずれか一項に記載の触媒物品。
  7. 前記触媒領域が、第１のＰＧＭ成分とは異なる第２のＰＧＭ成分を更に含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の触媒物品。
  8. 前記第２のＰＧＭ成分が、白金、パラジウム、ロジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項７に記載の触媒物品。
  9. 前記第１のＰＧＭ成分がパラジウムであり、前記第２のＰＧＭ成分がロジウムである、請求項８に記載の触媒物品。
  10. 前記パラジウム成分と前記ロジウム成分とが、２００：１～１：２００の重量比（パラジウム：ロジウム）を有する、請求項９に記載の触媒物品。
  11. 前記触媒領域が、前記パラジウム成分以外のＰＧＭ金属を本質的に含まない、請求項１～６のいずれか一項に記載の触媒物品。
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