JPH09299461A - 脱臭体 - Google Patents

脱臭体

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JPH09299461A
JPH09299461A JP8121566A JP12156696A JPH09299461A JP H09299461 A JPH09299461 A JP H09299461A JP 8121566 A JP8121566 A JP 8121566A JP 12156696 A JP12156696 A JP 12156696A JP H09299461 A JPH09299461 A JP H09299461A
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zeolite
activated carbon
oxide
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manganese
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JP8121566A
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English (en)
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Hidenobu Wakita
英延 脇田
Kunio Kimura
邦夫 木村
Yukiyoshi Ono
之良 小野
Kimiyasu Honda
公康 本田
Yasuhiro Fujii
康浩 藤井
Hiroko Tachibana
裕子 立花
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた吸着能を長期間にわたって発揮するこ
とのできる脱臭体を提供する。 【解決手段】 銅酸化物とマンガン酸化物の混合物、銅
とマンガンの複合酸化物、および白金族元素からなる群
より選択される少なくとも一種と、ゼオライトと活性炭
を含み、これら銅酸化物とマンガン酸化物の混合物、銅
とマンガンの複合酸化物、あるいは白金族元素によりメ
ルカプタン系臭気を分解させ、その際に発生するジスル
フィドをゼオライトと活性炭により除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、暖房、給湯、乾
燥、調理、冷蔵、空調用機器等において利用される脱臭
体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガス状の悪臭物質の除去方法とし
て、活性炭やゼオライトなどの吸着剤により、このよう
な悪臭物質を吸着する方法が主に用いられてきた。ま
た、オゾン発生機能を有する機器を脱臭装置内に配置し
て、悪臭成分をオゾンガスによって酸化分解する方式も
用いられている。この方式によると、オゾンを発生させ
るための特殊な機器が必要であり、また、未反応のオゾ
ンを脱臭器外に排出させないようにオゾン分解触媒を設
置しなければならない。このため、装置の大型化、複雑
化をともなう。また、貴金属などの酸化分解触媒を火
炎、発熱体などの熱源近傍に設けることにより触媒を加
熱、活性化させ、臭気物質を酸化分解する方式も採用さ
れている。しかし、このような酸化分解触媒による脱臭
法では、触媒の加熱が必要であるため、冷蔵庫や冷房機
器など、冷却を目的とする機器には応用が困難である。
一方、吸着剤を用いて臭気成分を吸着する吸着脱臭法
は、上記のような装置の大型化の懸念がなく、簡易な構
造とすることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】吸着脱臭法に用いる吸
着剤としては、活性炭を用いたものが一般的である。活
性炭単独ではメルカプタンやアミンに対して十分な吸着
能力を持っていないため、メルカプタン除去用としては
臭素添着炭、アミン除去用としてはスルホン化活性炭
が、主として用いられている。しかし、これらの添着炭
は水溶性であり、水に溶け出した場合に、脱臭能力が低
下するだけでなく、脱臭体周辺の機器を腐食させるなど
の問題がある。このため、添着炭の使用は、脱臭体に水
がかかる心配がない場合に限定される。
【0004】また、ゼオライトも一般的に吸着剤として
用いられるが、メルカプタンの吸着能力は十分でない。
そこで、ゼオライトにCuなどの酸化能力のある遷移金
属をイオン交換したものを用いて、メルカプタンを常温
で部分酸化して除去するといった方法が用いられてい
る。しかし、この場合も、ゼオライトの構造上、Cuの
添加量が限られているため、メルカプタンの除去能力に
は限界がある。これらの理由により、メルカプタンの除
去能力に優れた脱臭体が求められている。さらに、メル
カプタンの分解時に臭気成分であるジスルフィドも発生
する。そのため、脱臭時に異臭が発生し、かえって逆効
果となる場合もある。本発明は、このような問題点を解
決するものであり、優れた吸着能力を長期間にわたり発
揮することのできる脱臭体を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の脱臭体は、銅酸
化物とマンガン酸化物の混合体もしくは、銅とマンガン
の複合酸化物により、メチルメルカプタンなどのメルカ
プタン系臭気を常温で効率的にジスルフィドへと変換
し、このジスルフィドをゼオライトおよび活性炭により
吸着するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の脱臭体は、銅酸化物とマ
ンガン酸化物の混合物、銅とマンガンの複合酸化物、お
よび白金族元素からなる群より選択される少なくとも一
種と、ゼオライトと活性炭を含むものである。メルカプ
タン系臭気の分解能力に優れるこれら銅酸化物とマンガ
ン酸化物の混合物または銅とマンガンの複合酸化物に、
吸着剤としてゼオライトと活性炭を添加することによ
り、メルカプタン系臭気の分解の際に生成されたジスル
フィドをこれらの吸着剤に吸着させ、異臭の発生を抑制
することができる。メルカプタン濃度が高い場合、ジス
ルフィドの抑制にはゼオライトが効果的である。活性炭
は、メルカプタンの吸着能力は低いが、一方で、ジスル
フィドやスルフィドの吸着能力に優れており、特にメル
カプタン濃度が低い場合に効果的である。このため、ゼ
オライトと活性炭の両方を添加することにより、いかな
る条件でも優れたジスルフィド除去能力を発揮すること
ができる。また、PtあるいはRhなどの白金族元素
も、同様に高いメルカプタン酸化分解能力を有してい
る。この場合、これら白金族元素をアルミナなどの高比
表面積の無機酸化物に高分散に担持することにより、少
量で効率的にメルカプタンを分解することができる。こ
れら白金族元素とともにゼオライトと活性炭を含むこと
により、このメルカプタンの分解の際に生成されたジス
ルフィドを効率的に吸着除去することができる。
【0007】また、銅酸化物の含有率が、CuOに換算
して0.5〜50wt%であり、かつマンガン酸化物の
含有率がMnO2に換算して3〜70wt%であること
が好ましい。メルカプタンの分解は、銅酸化物およびマ
ンガン酸化物のいずれでも可能であるが、両方を含む場
合、さらに優れた除去能力が得られる。この場合、銅酸
化物の含有率がCuOに換算して0.5〜50wt%で
あり、マンガン酸化物の含有率がMnO2に換算して3
〜70wt%であるとき、高い性能が得られる。
【0008】さらに、ゼオライトが、モルデナイト、Y
型ゼオライト、ペンタシル型ゼオライト、およびゼオラ
イトβからなる群より選択される少なくとも一種である
ことが好ましい。これらのゼオライトは、アミンの吸着
能力に優れており、銅酸化物やマンガン酸化物、あるい
は活性炭では除去が困難なトリメチルアミンなどを効果
的に除去できる。また、ゼオライトの含有率が、10〜
80wt%であり、かつ活性炭の含有率が、10〜80
wt%であることが好ましい。ゼオライトの含有率が1
0wt%より低いと、十分なアミン除去効果が得られな
い。また、80wt%より高いと、低濃度のメルカプタ
ンを浄化する際の活性炭のジスルフィド抑制効果が得ら
れにくい。また、脱臭体中の活性炭含有率は、10wt
%より低いと、代表的臭気成分の一つであるスルフィド
を浄化する際に、十分な脱臭効果が得られず、80wt
%より高いと、高濃度のメルカプタンを浄化する際に、
ゼオライトのジスルフィド抑制効果が得られにくい。
【0009】本発明の脱臭体は、これら吸着剤粉末を不
織布など通気性の良いものに固定し、フィルターとして
用いてもよい。また、バインダーと混合してハニカム状
などに成型して用いても、さらにはセラミックのハニカ
ム基材に被膜として担持させてもよい。その場合、バイ
ンダーやハニカム基材を除いた吸着剤全体における含有
率が上記の範囲であれば、同様の効果が得られる。上記
方法の中でも、特に吸着剤にバインダーを加え、ハニカ
ム体などの成型体として用いることが望ましい。これに
より、コンパクトでかつ長期間優れた脱臭能力を示す脱
臭体を得ることが可能となる。この場合、吸着剤とバイ
ンダーを混練し、押し出し成型などにより成型した後、
乾燥することにより、機械的強度に優れ、高い臭気吸着
能力を有する構造体が得られる。バインダーは、メチル
セルロースなどの多糖類およびその誘導体を水に溶解さ
せた有機系バインダーを用いることが望ましい。これ
は、多糖類やその誘導体の有する水酸基、カルボニル
基、アミノ基などが臭気分子の吸着能力を有するためで
あり、これによりバインダー自体も吸着剤として機能さ
せることができる。また、シリカゾル、アルミナゾル、
チタニアゾルなどの無機系バインダーを用いると、脱臭
体の機械的強度を向上させることができる。これら有機
系バインダーおよび無機系バインダーは、混合して用い
てもよい。
【0010】
【実施例】以下、本発明の脱臭体について、具体的な実
施例を詳細に説明する。
【0011】《実施例1》硝酸銅および硝酸マンガン
を、それぞれCuOおよびMnO2に換算して、重量比
で30:70となるように調製した混合水溶液を熱処理
し、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物を調製した。こ
の混合物を粉砕し、粉末状にした。これを粉末Aとす
る。この粉末Aを、加圧成型後、破砕し、粒径1〜2m
mのペレット状にした。これを試料Aとする。この試料
Aを試料管に0.02g充填し、常圧流通式の吸着試験
装置に装着した。この試料管に、臭気成分として10p
pmのメチルメルカプタンを含む空気を3リットル/m
inで流通させ、試料の前後の流通ガス濃度の経時変化
を、炎光光度検出器を用いたガスクロマトグラフで調べ
た。なお、この試料管を恒温槽に入れることにより、試
料の臭気成分吸着温度を25℃一定に保った。
【0012】試料下流のガス中には、メチルメルカプタ
ンと、メチルメルカプタンの部分酸化生成物であるジメ
チルジスルフィドが含まれていた。また、メチルメルカ
プタン濃度は、経時的に上昇した。1000分間のメチ
ルメルカプタンの浄化量を上記方法で求めた結果、試料
1g当たりに換算すると0.10gであった。この間に
生成したジメチルジスルフィドは、試料1g当たり0.
03gであり、ジメチルジスルフィド発生率は30%と
なった。メチルメルカプタン濃度100ppmの空気で
同様の試験を行ったところ、試料1g当たりのメチルメ
ルカプタン浄化量は0.31gとなり、ジメチルジスル
フィド発生率は55%と高い値を示した。
【0013】また、上記の粉末A、ペンタシル型ゼオラ
イトの一種であるH−ZSM−5(SiO2/Al23
モル比100)、およびヤシガラ活性炭を用いて以下の
B〜Fの試料を調製した。H−ZSM−5を試料Aと同
様の方法でペレット状にしたものを試料B、活性炭を同
様にペレット状にしたものを試料Cとする。また、粉末
AとH−ZSM−5を1:1の重量比で十分混合後、ペ
レット状にしたものを試料D、粉末Aと活性炭を1:1
の重量比で十分混合後、ペレット状にしたものを試料
E、および粉末AとH−ZSM−5と活性炭を2:1:
1の重量比で十分混合後、ペレット状にしたものを試料
Fとする。これらの試料について試料Aと同様の方法
で、低濃度(10ppm)および高濃度(100pp
m)のメチルメルカプタン浄化試験を行った。その結果
を表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】表1に示すように、銅酸化物とマンガン酸
化物の混合物を含む試料A、D、EおよびFは、メチル
メルカプタンを効果的に浄化することができる。しか
し、これらの混合物を単独で用いた試料Aの場合、ジス
ルフィドを除去することができない。また、ゼオライト
あるいは活性炭をそれぞれ単独で用いた試料Bおよび試
料Cは、メチルメルカプタンの吸着能力が低い。銅酸化
物とマンガン酸化物の混合物にゼオライトを添加した試
料Dは、メルカプタン濃度が高い場合、ゼオライトがジ
スルフィドを除去するものの、低濃度ではその作用が十
分でない。一方、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物に
活性炭を添加した試料Eは、逆にメルカプタン濃度が低
い場合には、十分なジスルフィド抑制効果が得られるも
のの、高濃度ではその作用は十分でない。これに対し
て、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物にゼオライトと
活性炭の両方を添加した試料Fは、いかなる条件でも効
果的にジスルフィドを除去できることがわかる。
【0016】《実施例2》γーAl23粉末に塩化白金
酸水溶液を含浸した後、焼成して、粉末表面にPtを1
wt%担持させた。これを粉砕し、Pt担持アルミナ粉
末を調製した。これを粉末Gとする。この粉末Gを用い
て実施例1と同様に加圧成型してペレット状にした。こ
れを試料Gとする。同様のγ−Al23粉末に、硝酸パ
ラジウム水溶液を含浸した後、焼成し、粉末にPdを1
wt%担持させた。これを粉砕してPd担持アルミナ粉
末を得た。また、同様のγ−Al23粉末に、硝酸ロジ
ウム水溶液を含浸した後、焼成し、粉末にRhを1wt
%担持させた。これを粉砕してRh担持アルミナ粉末を
得た。これら白金族元素を担持したアルミナ粉末、およ
び無処理のγ−Al23についても同様に加圧成型して
ペレット状にした。これらの試料について、実施例1と
同様の方法で10ppmのメチルメルカプタンの浄化試
験を行った。その結果を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】表2に示すように、これら白金族元素を担
持させることにより、メチルメルカプタンの浄化能力が
飛躍的に向上することがわかる。
【0019】上記の粉末Gと、実施例1で用いたものと
同様のH−ZSM−5およびヤシガラ活性炭を用いて以
下のH〜Jの試料を調製した。粉末GとH−ZSM−5
を1:1の重量比で混合した後、加圧成型してペレット
状にした。これを試料Hとする。同様に、粉末Gと活性
炭を1:1の重量比で混合した後、加圧成型してペレッ
ト状にした。これを試料Iとする。また、粉末G、H−
ZSM−5および活性炭を2:1:1の重量比で混合し
た後、同様にペレット状に加圧成型した。これを試料J
とする。これら試料G〜Jについて、実施例1と同様の
方法で、低濃度および高濃度のメチルメルカプタン浄化
試験を行った。その結果を表3に示す。
【0020】
【表3】
【0021】試料Gは、白金族元素によりメチルメルカ
プタンを効率よく分解除去することができるが、臭気成
分であるジスルフィドが生成される。これに対して、H
−ZSM−5を添加した試料Hは、メルカプタン濃度が
高い場合にはジスルフィドを除去できる。しかし、低濃
度ではその効果が十分でない。また、活性炭を添加した
試料Iは、逆に低濃度では十分なジスルフィド抑制効果
が得られるものの、高濃度ではその効果は十分でない。
試料Jのように、ゼオライトと活性炭の両方を添加する
ことにより、いかなる条件でも効果的にジスルフィドを
除去することが可能となる。
【0022】《実施例3》銅酸化物とマンガン酸化物の
複合効果及び最適含有率を調べるため、銅酸化物、マン
ガン酸化物、H−ZSM−5および活性炭からなる脱臭
体を作製し、以下の検討を行った。硝酸銅と硝酸マンガ
ンを、配合比を種々変化させて混合した水溶液を調合
し、この水溶液を熱処理して、銅酸化物とマンガン酸化
物の混合物を調製した。まず、マンガン酸化物の含有率
をMnO2に換算して20wt%、H−ZSM−5の含
有率を15wt%で一定とし、銅酸化物および活性炭の
含有率を変化させた試料を調製した。ただし、銅酸化物
はCuOとして換算した。これらの試料について、実施
例1と同様の方法で100ppmのメチルメルカプタン
浄化試験を行い、銅酸化物の含有率とメルカプタン浄化
量の関係を調べた。その結果を表4に示す。
【0023】
【表4】
【0024】表4より、CuOを含有しないときにはメ
チルメルカプタン浄化量は小さいが、CuOの添加によ
り、浄化量は大きくなり、CuO含有率が0.5〜50
wt%では、浄化量は0.3g/gでほぼ一定の値を示
す。しかし、さらにCuO含有率が高くなると、浄化量
は低下する。従って、CuOの含有率を0.5〜50w
t%とするとき、良好なメチルカプタン浄化能力が得ら
れる。
【0025】次に、銅酸化物の含有率をCuOに換算し
て5wt%、H−ZSM−5の含有率を10wt%で一
定とし、マンガン酸化物および活性炭の含有率を変化さ
せた試料を調製した。ただし、マンガン酸化物の含有率
は、MnO2として換算した。この試料について、実施
例1と同様の方法で100ppmのメチルメルカプタン
浄化試験を行い、マンガン酸化物の含有率とメルカプタ
ン浄化量の関係を調べた。その結果を表5に示す。
【0026】
【表5】
【0027】表5より、MnO2を含有しないときには
メチルメルカプタン浄化量は小さいが、MnO2の添加
により浄化量は大きくなり、MnO2含有量3〜70w
t%では、浄化量は0.3g/gでほぼ一定の値を示
す。さらにMnO2含有率が高くなると、浄化量は低下
する。従って、MnO2の含有率を0.3〜70wt%
とするとき、良好なメチルカプタン浄化能力が得られ
る。
【0028】《実施例4》実施例1の試料Fにおいて、
H−ZSM−5をNa−A型ゼオライト、13X、H−
モルデナイト、Na−βゼオライト、Y型ゼオライトを
高温で脱アルミニウムさせた超安定Y型ゼオライトにそ
れぞれ代えて同様の試料を調製した。このようにして得
られた試料を、常圧流通式の吸着試験装置の試料管中に
0.02g充填し、10ppmのトリメチルアミンを含
む空気を3リットル/分で流通させた。試料の前後の流
通ガス組成の経時変化を、200分間、水素炎イオン化
検出器を用いたガスクロマトグラフで測定し、この間の
トリメチルアミン吸着量を調べた。なお、試料管を恒温
槽に入れることにより、吸着温度を25℃で一定に保っ
た。その結果を表6に示す。
【0029】
【表6】
【0030】表6に示すように、これら各種のゼオライ
トのうち、H−ZSM−5(ペンタシル型ゼオライ
ト)、H−モルデナイト、Na−βゼオライト、あるい
はY型ゼオライトを用いた場合に、優れたアミン除去作
用が得られる。
【0031】《実施例5》実施例1で用いた銅酸化物と
マンガン酸化物を含む粉末A、活性炭およびH−ZSM
−5からなり、活性炭の含有率を25wt%で一定と
し、粉末AおよびH−ZSM−5の含有率をそれぞれ変
化させた試料をそれぞれ調製し、実施例4と同様の方法
でゼオライト含有率とトリメチルアミン吸着能力の関係
について調べた。その結果を表7に示す。
【0032】
【表7】
【0033】表7に示すように、ゼオライト含有率が大
きくなるにつれ、トリメチルアミンの吸着量は増加す
る。10wt%以上になるとほぼ一定の値を示し、十分
なトリメチルアミン除去効果が得られる。
【0034】《実施例6》実施例1で用いた粉末A、活
性炭およびH−ZSM−5からなり、活性炭の含有率を
10wt%で一定とし、粉末AおよびH−ZSM−5の
含有率を変化させた試料をそれぞれ調製し、実施例1と
同様の方法で10ppmのメチルメルカプタン浄化試験
を行い、H−ZSM−5含有率とメチルメルカプタン浄
化時のジスルフィド抑制効果の関係について調べた。そ
の結果を表8に示す。
【0035】
【表8】
【0036】表8に示すように、脱臭体中に活性炭が含
まれていても、H−ZSM−5の含有率が80wt%よ
り高いと、低濃度のメルカプタンの浄化の際に十分なジ
スルフィド抑制効果が得られない。
【0037】《実施例7》実施例1で用いた粉末A、活
性炭およびH−ZSM−5からなり、H−ZSM−5の
含有率を25wt%で一定とし、粉末Aおよび活性炭の
含有率を変化させた試料をそれぞれ調製し、実施例1と
同様の方法で、活性炭含有率とジメチルスルフィド吸着
能力の関係について調べた。ジメチルスルフィド吸着試
験は、実施例1のメチルメルカプタン浄化試験と同じ方
法で、ジメチルスルフィド濃度10ppmの空気を流通
させ、200分間の吸着量を測定した。その結果を表9
に示す。
【0038】
【表9】
【0039】表9より、活性炭の含有率が10wt%以
上のときに、十分なジメチルスルフィド除去効果が得ら
れることがわかる。
【0040】一方、実施例1で用いた粉末A、活性炭お
よびH−ZSM−5からなり、H−ZSM−5の含有率
を10wt%で一定とし、粉末Aおよび活性炭の含有率
を変化させた試料をそれぞれ調製し、実施例1と同様の
方法で、100ppmのメチルメルカプタン浄化試験を
行い、活性炭含有率とメチルメルカプタン浄化時のジス
ルフィド抑制効果の関係について調べた。その結果を表
10に示す。
【0041】
【表10】
【0042】表10より、脱臭体中にH−ZSM−5が
含まれていても、脱臭体中の活性炭含有率が80wt%
より高いと、高濃度のメルカプタン浄化時に十分なジス
ルフィド抑制効果が得られないことがわかる。
【0043】これより、活性炭の含有率を、10〜80
wt%とすることによって、メチルメルカプタン濃度に
よらず、良好なジスルフィド抑制効果が得られる。
【0044】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、多くの
臭気成分に対して優れた吸着能力を発揮する脱臭体を提
供することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 29/26 B01J 29/26 M 29/48 29/48 M (72)発明者 本田 公康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤井 康浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 立花 裕子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅酸化物とマンガン酸化物の混合物、銅
    とマンガンの複合酸化物、および白金族元素からなる群
    より選択される少なくとも一種と、ゼオライトと活性炭
    を含む脱臭体。
  2. 【請求項2】 前記銅酸化物の含有率が、CuOに換算
    して0.5〜50wt%であり、かつ前記マンガン酸化
    物の含有率が、MnO2に換算して3〜70wt%であ
    る請求項1記載の脱臭体。
  3. 【請求項3】 前記ゼオライトが、モルデナイト、Y型
    ゼオライト、ペンタシル型ゼオライト、およびゼオライ
    トβからなる群より選択される少なくとも一種である請
    求項1記載の脱臭体。
  4. 【請求項4】 前記ゼオライトの含有率が、10〜80
    wt%であり、かつ前記活性炭の含有率が、10〜80
    wt%である請求項1記載の脱臭体。
JP8121566A 1996-05-16 1996-05-16 脱臭体 Pending JPH09299461A (ja)

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