CN109718602B - 滤材的制备方法及滤材 - Google Patents

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Abstract

一种滤材的制备方法，包含下列步骤：(1)提供一个包含活性成分及黏结材的混合材，该活性成分包含过滤材料及纳米硅，且该黏结材用于黏结过滤材料与纳米硅；及(2)烧结压合该混合材，得到该滤材。以本发明制备方法所制得的滤材作为净水***之滤心时，不易有滤心阻塞及所制得氢水的氢气含量与硅酸含量下降的问题。

Description

滤材的制备方法及滤材
技术领域
本发明涉及一种滤材的制备方法及滤材，特别是涉及一种含有纳米硅的滤材的制备方法及滤材。
背景技术
氢水(hydrogen water)为含有氢气的纯水，其在饮用后，能助于除去存在人体内的自由基，因而成为热门的保健饮品。
目前市面上所贩卖的氢水，大多是将高纯度氢气直接溶于纯水中，或是通过镁粉或镁锭与纯水反应而使纯水产成氢气所制得。但是，前者方法存在着高纯度氢气取得不易、氢气溶解困难及具有危险性等问题；后者方法则会于纯水中残留部分与心血管疾病药品冲突的氢氧化镁，因而饮用后易引发急性药物中毒、急性肾衰竭或高血镁症等问题。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种滤材的制备方法。
本发明的滤材的制备方法，包含下列步骤：
(1)提供一个包含活性成分及黏结材的混合材，该活性成分包含过滤材料及纳米硅；及
(2)烧结压合该混合材，得到该滤材。
本发明还有一第二目的在于提供一种滤材。
本发明的滤材包含至少一个硅滤层。
该硅滤层包括活性成分及黏结材，该活性成分包含过滤材料及纳米硅。
本发明的功效在于：本发明制备方法由于步骤(1)中还混合了黏结材，所以在经压合烧结步骤后所制得的滤材，其活性成分中的纳米硅不易与该过滤材料分离，因此以本发明的滤材作为净水***之滤心时，不易有滤心阻塞及所制得氢水的氢气含量与硅酸含量下降的问题。
以下将就本发明内容进行详细说明：
[滤材的制备方法]
<步骤(1)>
特别说明的是，该黏结材能用于黏结过滤材料与纳米硅外，也能用于黏结过滤材料中的每个粒子，以过滤材料为活性碳为例，该黏结材能用于黏结每个活性碳粒子。较佳地，该黏结材选自于聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)或前述的组合。更佳地，该黏结材为聚乙烯。聚乙烯例如但不限于是高密度聚乙烯(high densitypolyethylene,HDPE)、线性低密度聚乙烯(linear low-density polyethylene,LLDPE)、超高分子量聚乙烯(ultra high molecular weight polyethylene,UHMWPE)或前述的组合。又更佳地，该黏结材为超高分子量聚乙烯。又更佳地，该超高分子量聚乙烯的平均重量分子量范围为1.5×106～5×106g/mol，密度范围为0.92～0.95g/cm3。又更佳地，该黏结材除了上述的黏结功能外，自身还可以成型为多孔性结构，详言之，该黏结材是由数个黏结材粒子所形成，在预定的温度及压力下，各个黏结材粒子彼此会相互连结形成该黏结材，因而使得该黏结材具有多孔性结构。
该过滤材料为现有能用于过滤水的材料。该过滤材料可为多孔性材料、非多孔性材料或前述的组合。该多孔性材料例如但不限于是活性碳、多孔性陶瓷、沸石、多孔性二氧化硅、竹炭、硅藻土、麦饭石或前述的组合。该非多孔性材料例如但不限于是石英砂。较佳地，该过滤材料为多孔性材料。更佳地，该过滤材料为粉状多孔性材料(例如粉状活性碳)或颗粒状多孔性材料(例如颗粒状活性碳)。又更佳地，该过滤材料为颗粒状多孔性材料。
需先说明的是，本发明中所提及「第一过滤材料」与「第二过滤材料」的定义与「过滤材料」的定义并无差异，其详细说明皆同于前段与后段关于「过滤材料」的详细说明。
较佳地，该过滤材料的平均粒径范围为20～400μm。在某些特定实施例中，该过滤材料的平均粒径范围为20～100μm。在某些特定实施例中，该过滤材料的平均粒径范围为30～100μm。更佳地，该过滤材料的平均粒径范围为40～80μm。在某些特定实施例中，该过滤材料的平均粒径范围为100～400μm。更佳地，该过滤材料的平均粒径范围为150～250μm。
较佳地，该纳米硅的平均粒径范围为50～300nm。更佳地，该纳米硅的平均粒径范围为100～250nm。
较佳地，该纳米硅具有至少二种不同的粒径。更佳地，任二种不同的粒径差介于50nm至150nm间。
较佳地，该步骤(1)的活性成分包含至少一种过滤材料，该过滤材料是先与纳米硅混合之后，再一同与该黏结材及另一个相同或相异的过滤材料混合。
较佳地，以该混合材的总重为100wt％计，该过滤材料与该纳米硅的总重量范围为55～95wt％，该黏结材的重量范围为5～45wt％。在某些特定实施例中，该过滤材料与该纳米硅的总重量范围为55～85wt％，该黏结材的重量范围为15～45wt％。在某些特定实施例中，该过滤材料与该纳米硅的总重量范围为55～65wt％，该黏结材的重量范围为35～45wt％。在某些特定实施例中，该过滤材料与该纳米硅的总重量范围为65～95wt％，该黏结材的重量范围为5～35wt％。在某些特定实施例中，该过滤材料与该纳米硅的总重量范围为75～90wt％，该黏结材的重量范围为10～25wt％。在某些特定实施例中，该过滤材料与该纳米硅的总重量范围为80～90wt％，该黏结材的重量范围为10～20wt％。
较佳地，该活性成分包含有多个活性粒子，每个活性粒子包含一个由过滤材料所组成的核心，及多个吸附于该核心上的纳米硅。更佳地，以所述活性粒子的总重量为100wt％计，所述活性粒子之纳米硅的重量范围为10～80wt％。在某些特定实施例中，所述活性粒子之纳米硅的重量范围为10～40wt％。在某些特定实施例中，所述活性粒子中之纳米硅的重量范围为15～40wt％。在某些特定实施例中，所述活性粒子中之纳米硅的重量范围为30～40wt％。在某些特定实施例中，所述活性粒子中之纳米硅的重量范围为40～80wt％。在某些特定实施例中，所述活性粒子中之纳米硅的重量范围为50～70wt％。
更佳地，所述活性粒子的过滤材料为第一过滤材料，该步骤(1)的混合材还包含第二过滤材料，且是利用下列步骤(A)及(B)所得到：
(A)混合所述活性粒子与该黏结材，得到第一混合物，以及混合该第二过滤材料与该黏结材，得到第二混合物；及
(B)混合该第一混合物与该第二混合物，得到该混合材。
又更佳地，在该步骤(B)中，该第一混合物与该第二混合物的重量比值为0.5～2.5。在某些特定实施例中，在该步骤(B)中，该第一混合物与该第二混合物的重量比值为1.5～2.5。在某些特定实施例中，在该步骤(B)中，该第一混合物与该第二混合物的重量比值为0.5～1.5。
较佳地，该步骤(1)的混合材是利用下列步骤(a)及(b)所得到：
(a)混合该活性成分及该黏结材，形成一个活性混合层；及(b)混合该过滤材料及该黏结材并部分或完全覆盖该活性混合层，而于该活性混合层表面形成至少一个过滤混合层。
更佳地，该步骤(1)的过滤材料包含第一过滤材料及第二过滤材料，且该步骤(a)的活性成分包含第一过滤材料及纳米硅，以及该步骤(b)的过滤材料为第二过滤材料，该第一过滤材料与该第二过滤材料为相同或不相同的过滤材料。需说明的是，该第一过滤材料与该第二过滤材料的详细说明分别与前述该过滤材料的详细说明相同。
<步骤(2)>
较佳地，该步骤(2)是于160℃至250℃的温度与150～360kg/cm2的压力下进行烧结压合。更佳地，该步骤(2)是于180℃至200℃的温度与200～360kg/cm2的压力下进行烧结压合。在其它特定的实施例中，该步骤(2)是在小于100℃(例如90℃)的温度与150～360kg/cm2的压力下进行烧结压合。
在具体的实施例中，该步骤(2)是先于50～70分钟内与215kg/cm2的压力下升温至180℃至200℃，接着再于180℃～200℃的温度与215kg/cm2的压力下进行烧结压合50～70分钟。
[滤材]
较佳地，该黏结材具有多孔性黏结材。
较佳地，该过滤材料为多孔性材料。
较佳地，该活性成分含有多个活性粒子，每个活性粒子包含一个由过滤材料所组成的核心，及多个吸附于该核心上的纳米硅。
更佳地，所述活性粒子的过滤材料为第一过滤材料，且该滤材还包含第二过滤材料，所述活性粒子与该第二过滤材料经由该黏结材黏结在一起。需说明的是，该第一过滤材料与该第二过滤材料可为相同或不同种类的过滤材料。又更佳地，该第一过滤材料与该第二过滤材料为相同的过滤材料。
更佳地，所述活性粒子的过滤材料为第一过滤材料，且该活性成分还包含第二过滤材料。又更佳地，该第二过滤材料上吸附多个纳米硅，并且吸附于该第二过滤材料上的纳米硅数量会少于所述活性粒子中的纳米硅数量。又更佳地，该第一过滤材料与该第二过滤材料为相同的过滤材料。
较佳地，本发明的滤材还包含两个分别覆盖于该硅滤层的两相反表面上的过滤层。
较佳地，本发明的滤材还包含一个部分或完全覆盖于该硅滤层表面上的过滤层。更佳地，该过滤层包括过滤材料及黏结材。
特别说明的是，本发明滤材的活性成分、黏结材、过滤材料、纳米硅、活性粒子之详细说明同前面[滤材的制备方法]之<步骤(1)>中关于活性成分、黏结材、过滤材料、纳米硅、活性粒子的说明，而该第一过滤材料与该第二过滤材料的详细说明也与该过滤材料的详细说明相同。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照附图的实施方式中清楚地呈现：
图1是一示意图，说明制备例1所制得的硅碳粉；
图2是一显微图，说明制备例1所制得的硅碳粉；
图3是一示意图，说明实施例1所制得的滤材；
图4是一示意图，说明实施例3所制得的滤材；
图5是一示意图，说明实施例5所制得的滤材；
图6是一立体示意图，说明实施例6与7所制得的滤材；
图7是一立体示意图，说明实施例8所制得的滤材；
图8是一立体示意图，说明实施例9所制得滤材的另一种态样；
图9是一示意图，说明应用例1的净水***；及
图10是一曲线图，说明实施例1所制得滤材置于水中时，水的氧化还原电位(mV)及硅酸含量(mg/L)随着时间之变化情况。
具体实施方式
在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
<物品来源>
Figure BDA0001843235190000061
<制备例1～5>
制备硅碳粉(含有活性粒子)
制备例1～5的硅碳粉是分别依据下列步骤所制得：
步骤(i)-制备纳米硅浆料：将纳米硅粉加入纯度为99.5％(v/v)的酒精中并均匀搅拌，使纳米硅粉分散于酒精中，以制得固含量为15wt％的纳米硅浆料。以该纳米硅粉的总重为100wt％计，平均粒径为100nm的纳米硅粉重量为40wt％，平均粒径为150nm的纳米硅粉重量为40wt％，平均粒径为250nm的纳米硅粉重量为20wt％。值得一提的是，在其他实施例中，亦可使用具有二种不同粒径的纳米硅粉，且二种粒径的差距介于50～150nm间；当然，在另一个实施例中，亦可只使用单一种粒径，例如平均粒径介于100nm至220nm间的纳米硅粉。
步骤(ii)-制备硅碳粉：取前述步骤(i)所制得的纳米硅浆料，于搅拌下先加入椰壳活性碳粉(过滤材料)，再利用真空烘箱(厂商:柏沅；型号:OVV-125)烘干后，制得该硅碳粉。制备例1～5的步骤(ii)中，该纳米硅浆料与椰壳活性碳粉的添加量、椰壳活性碳的平均粒径，以及最终所制得硅碳粉中的纳米硅含量整理于下表1中。
表1
Figure BDA0001843235190000071
需说明的是，平均粒径的测量方法为利用激光粒径分析仪(HORIBA LA950V2)进行测量。
特别说明的是，参阅图1及图2，制备例1～5所制得的硅碳粉分别含有多个活性粒子113，每个活性粒子113包含一个由过滤材料111(椰壳活性碳粉)所组成的核心114，及多个吸附于该核心114上的纳米硅112。此外，经实验后发现，在其它制备例(以下称制备例6)中，可以增加纳米硅浆料的添加量，以使硅碳粉的纳米硅含量达到40～80wt％，较佳达到50～70wt％，借此使得后续之滤材所制得氢水的氢气含量与硅酸含量更多且更不易下降。
<实施例1>
制备滤材(活性成分:纳米硅粉与椰壳活性碳粉；黏结材:GUR2122)
实施例1的滤材是依据下列步骤所制得：
步骤(1)-制备混合材：混合15g平均粒径大小为40～80μm的椰壳活性碳粉(过滤材料)、15g平均粒径大小为200nm的纳米硅粉(活性成分)及20g超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)后，制得一个混合材。
步骤(2)-烧结压合：将前述步骤(1)所制得的混合材填入不锈钢模具中进行烧结压合后，也就是说先于60分钟内与215kg/cm2的压力下升温至190℃，接着再于190℃的温度与215kg/cm2的压力下进行烧结60分钟后，制得实施例1的滤材。
特别说明的是，参阅图3，实施例1所制得的滤材即为一个硅滤层1，该硅滤层1包括活性成分11及黏结材12(超高分子量聚乙烯)。该活性成分11含有过滤材料111(椰壳活性碳粉)及纳米硅112。该黏结材12黏结过滤材料111与纳米硅112，且具有多孔性结构(图3省略绘示出黏结材12的孔洞)。
<实施例2>
制备滤材(活性成分:纳米硅粉与椰壳活性碳粉；黏结材:XM-220)
实施例2的滤材及其制备方法与实施例1类似，其差别在于，实施例2的黏结材12及其于步骤(1)中所添加的黏结材是使用厂商为三井且型号为XM-220的超高分子量聚乙烯。
<实施例3>
制备滤材(活性成分:硅碳粉；黏结材:GUR2122)
实施例3的制备方法与实施例1类似，其差别在于，实施例3的步骤(1)是依据下列方法制得该混合材：混合30g制备例1所制得的硅碳粉(活性成分)及20g超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)后，制得该混合材。
特别说明的是，参阅图4，实施例3所制得的滤材即为一个硅滤层1。该硅滤层1包括活性成分11及黏结材12(超高分子量聚乙烯)。该活性成分11为硅碳粉，该活性成分11(硅碳粉)含有多个活性粒子113，每个活性粒子113具有一个由过滤材料111(椰壳活性碳)所组成的核心114，及多个吸附于该核心114上的纳米硅112。该黏结材12用于黏结所述活性粒子113。
值得一提的是，在其它实施例中，是可于实施例3的混合材中进一步加入另一个相同(例如活性碳)或相异(例如多孔性陶瓷)的过滤材料。如此一来，硅滤层中会同时存在吸附较多纳米硅的过滤材料(即活性粒子113)与相对吸附少很多甚至无吸附纳米硅的过滤材料。在这种结构中，因为存在有吸附少很多甚至无吸附纳米硅的过滤材料，所以较佳可通过使用制备例6所制得纳米硅含量更高的硅碳粉，以补足后续之滤材所制得氢水的氢气含量与硅酸含量。
<实施例4>
制备滤材(活性成分:硅碳粉；黏结材:GUR2122)
实施例4的滤材及其制备方法与实施例3类似，其差别在于，实施例4的步骤(1)中，是以制备例2的硅碳粉与超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)混合而制得该混合材。
<实施例5>
制备滤材(活性成分:硅碳粉；黏结材:GUR2122)
实施例5的滤材是依据下列步骤所制得：
步骤(1)-制备混合材：混合3g椰壳活性碳粉(过滤材料)及2g超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)，得到一个第一过滤混合层；接着在该第一过滤混合层上填入6g制备例1所制得的硅碳粉(活性成分)及4g超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)，得到一个活性混合层；最后在该活性混合层上填入1.2g椰壳活性碳(过滤材料)及0.8g超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)，得到一个第二过滤混合层后，制得该混合材。
步骤(2)-烧结压合：将前述步骤(1)所制得的混合材于不锈钢模具中进行烧结压合，例如先于60分钟内与215kg/cm2的压力下升温至190℃，接着再于190℃的温度与215kg/cm2的压力下进行烧结60分钟后，制得实施例5的滤材。
特别说明的是，参阅图5，实施例5所制得的滤材包含一个硅滤层1，及两个分别覆盖于该硅滤层1的两相反表面上的过滤层2。该硅滤层1是由前述步骤(1)中的活性混合层所形成；所述过滤层2是分别由前述步骤(1)中的第一过滤混合层与第二过滤混合层所形成。
该硅滤层1包括活性成分11及黏结材12(超高分子量聚乙烯)。该活性成分11为硅碳粉，该活性成分11(硅碳粉)含有多个活性粒子113，每个活性粒子113包含一个由过滤材料111(椰壳活性碳粉)所组成的核心114，及多个吸附于该核心114上的纳米硅112。该黏结材12黏结所述活性粒子113。当然，在其他实施例中，该硅滤层也可以替换为实施例1所述的硅滤层。
每个过滤层2包括过滤材料111(椰壳活性碳粉)及黏结材12(超高分子量聚乙烯)。值得一提的是，在其他实施例中，该过滤层2的数量可以只有一个，例如单独设置于该硅滤层的出水侧的表面上。此外，在其他衍生实施例中，所述过滤层2也可以完全包覆该硅滤层1表面。<实施例6～7>
制备滤材(活性成分:硅碳粉；黏结材:GUR2122)
实施例6～7的滤材分别是依据下列步骤所制得：
步骤(1)-制备混合材：先于不锈钢模具中混合制备例3的硅碳粉及超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)，得到一个第一活性混合层；接着于该第一活性混合层上填入一层超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)，得到一个第一黏结层；接着于该第一黏结层上混合制备例3的硅碳粉及超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)，得到一个第二活性混合层；接着于该第二活性混合层上填入一层超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)，得到一个第二黏结层；接着于该第二黏结层上混合制备例3的硅碳粉及超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)，得到一个第三活性混合层后，制得该混合材。
步骤(2)-烧结压合：将前述步骤(1)所制得的混合材于该不锈钢模具中进行烧结压合，例如先于60分钟内与215kg/cm2的压力下升温至190℃，接着再于190℃的温度与215kg/cm2的压力下进行烧结60分钟后，分别制得实施例6～7的滤材。
前述步骤(1)中，该实施例6的该第一至第三活性混合层的总重为235g，该第一与该第二黏结层的重量分别为6g；而该实施例7的该第一至第三活性混合层的总重为375g，该第一与第二黏结层的重量分别为8g；此外，不论是实施例6或7，分别以该第一至第三活性混合层的总重为100wt％计，其硅碳粉的含量分别为20wt％，而超高分子量聚乙烯的含量分别为80wt％。
特别说明的是，参阅图6，实施例6与7所制得的滤材分别包含一个第一硅滤层31、一个第二硅滤层32、一个第三硅滤层33、一个位于该第一与第二硅滤层31,32间且用于黏接该第一与该第二硅滤层31,32的第一连接层34、一个位于该第二与第三硅滤层32,33间且用于黏接该第二与第三硅滤层32,33的第二连接层35，及一个贯穿该第一至第三硅滤层31,32,33及该第一与第二连接层34,35的中心穿孔36，该第一至第三硅滤层31,32,33是分别是由前述步骤(1)中的第一至第三活性混合层所形成，该第一与第二连接层34,35分别是由该第一与第二黏结层所形成，而该第一至第三硅滤层31,32,33的描述与实施例5的硅滤层描述相同。实施例6所制得的滤材的高度d1为239mm，外径d2为46.5mm，内径d3为20mm；实施例7所制得的滤材的高度d1为237mm，外径d2为64mm，内径d3为34mm。
<实施例8>
制备滤材(活性成分:硅碳粉；黏结材:GUR2122)
实施例8的制备方法与实施例3类似，其差别在于，实施例8的步骤(1)中，是以制备例3的硅碳粉与超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)混合而制得该混合材，且以该混合材的总重为100wt％计，该硅碳粉的重量为77.5wt％，该超高分子量聚乙烯的重量为22.5wt％。
特别说明的是，参阅图7，实施例8所制得的滤材即为一个硅滤层1，但其与实施例3所制得的滤材的差异在于，实施例8的该硅滤层1被一个中心穿孔13贯穿。水可经由外侧向中心流过该硅滤层1，再由该中心穿孔13流出。
<实施例9>
制备滤材(活性成分:硅碳粉；黏结材:GUR2122)
实施例9的滤材是依据下列步骤所制得：
步骤(1)-制备混合材：先混合制备例4的硅碳粉(所包含的椰壳活性碳粉相当于第一过滤材料)及超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)后，得到第一混合物，同时混合椰壳活性碳粉(相当于第二过滤材料)及超高分子量聚乙烯(黏结材GUR2122)后，得到第二混合物，且以该第一混合物的总重为100wt％计，其硅碳粉的含量为75wt％，而超高分子量聚乙烯的含量为25wt％，以该第二混合物的总重为100wt％计，其椰壳活性碳粉的含量为75wt％，而超高分子量聚乙烯的含量为25wt％。接着，混合该第一混合物及该第二混合物(重量比为2：1)后，得到该混合材。
步骤(2)-烧结压合：将前述步骤(1)所制得的混合材于该不锈钢模具中进行烧结压合，例如先于60分钟内与215kg/cm2的压力下升温至190℃，接着再于190℃的温度与215kg/cm2的压力下进行烧结60分钟后，分别制得实施例9的滤材。
参阅图7，实施例9所制得滤材的结构与实施例8相同，且该硅滤层1包括活性成分、第二过滤材料及黏结材(超高分子量聚乙烯)，该活性成分为硅碳粉。该活性成分(硅碳粉)包含多个活性粒子，每个活性粒子包含一个由第一过滤材料所组成的核心，及多个吸附于该核心上的纳米硅，所述活性粒子与该第二过滤材料经由该黏结材黏结在一起。需说明的是，在本实施例中，该第一与第二过滤材料皆为椰壳活性碳粉。
此外，参阅图8，本实施例9的滤材也可为另一种实施态样，该滤材即为一硅滤层4，该硅滤层4包含一界定出一中心穿孔41且是由第二混合物所形成的第一混合层42、一环绕在该第二混合层42***且是由第一混合物所形成的活性层43，及一环绕在该活性层43***且是由第二混合物所形成的第二混合层44。该第一混合物与该第二混合物的成分及比例与该实施例9的步骤(1)中的该第一混合物与该第二混合物相同。另特别一提的是，前述实施例5的滤材也可以是以本实施例的结构态样呈现；更具体来说，图5的两个过滤层2即可以分别是本实施例的第一与第二混合层，图5的硅滤层1即可以是本实施例的活性层。
特别说明的是，本实施例9的步骤(1)中的第一混合物也可以是以该制备例5的硅碳粉与该超高分子量聚乙烯混合，即该硅碳粉中的纳米硅含量可降至15wt％，使得该滤材稳固性更佳。
值得一提的是，上述各对应的实施例中，可选择性地提高硅碳粉中的纳米硅含量(亦即使用制备例6之硅碳粉制备滤材)，以更进一步提升滤材的出水品质；此外，也可选择性地将该实施例9中的第一混合物及该第二混合物以重量比值为0.5～1.5的比例混合，以提升滤材的稳固性及出水量。同时采取上述二种方案则能够兼具滤材的出水品质与稳固性。此外，滤材的压合烧结温度可选择性地调降到低于100℃，例如90℃；该黏结材的重量范围可选择性地调整为5～35wt％，较佳为10～25wt％，更佳为10～20wt％，以在兼顾滤材的稳固性的前提下，尽量减少黏结材的使用，并提升过滤材料与该纳米硅的比例。
<应用例>
净水***
参阅图9，为本发明的一个净水***，用于产制含有硅酸及氢气的生物用水组成，其沿一水流方向依序包含一个第一滤芯装置51、一个第二滤芯装置52、一个第三滤芯装置53、一个紫外光杀菌灯组54，及一个连通该该第一、第二与第三滤芯装置51,52,53的滤水管路55。
该滤水管路55包括一个供水进入的入水口551及一个供水排出的出水口552。
该第一滤芯装置51设置于该入水口551与该第二滤芯装置52间，且其内部装设有第一滤材511。该第一滤材511是选自前述实施例1～9中的任何一种滤材。特别值得一提的是，该实施例6～9的滤材分别也可以在其中心穿孔中设置中空丝膜，且该第一滤芯装置51的数量不限定为一个，本发明的净水***也可以包含两个以上的该第一滤芯装置51，如此可使得滤水质量更佳更稳定。
该第二滤芯装置52设置于该第一滤芯装置51与该第三滤芯装置53间，且其内部装设有第二滤材521。该第二滤材521为现有能用于过滤水的材料。在本应用例中，该第二滤材521为添加有纳米银的活性碳滤芯。
该第三滤芯装置53设置于该第二滤芯装置52与该紫外光杀菌灯组54间，且其内部装设有第三滤材531。该第三滤材531为现有能用于过滤水的材料。在本应用例中，该第三滤材531为中空丝膜。较佳地，该中空丝膜的孔径大小为0.1μm。补充说明的是，若该实施例6～9的滤材已在其中心穿孔中设置中空丝膜时，则可选择性地省去作为该第三滤材531的中空丝膜。
该紫外光杀菌灯组54设置于该第三滤芯装置53与该出水口552间，且是用于对经该第三滤芯装置53过滤后所产生的硅氢水进行紫外光杀菌。
需说明的是，本应用例的净水***还可以包含一设置于该第二滤芯装置52与该第三滤芯装置53间且可以定期排水或排气的自动定期排水/气管路56，或者在另一态样中，本应用例的净水***还可以包含一个设置于该第一滤芯装置51与该入水口551间且供量测水流量的流量计57。另一提的是，在其他实施例中，水可以自该第三滤芯装置53的上端流入，并从下端流出，以利气体更易排出。值得一提的是，在另一较佳实施例中，上述第二滤芯装置52与该紫外光杀菌灯组54的至少之一者，可以移到该第一滤芯装置51的前方，亦即水流方向的上游处，如此可以降低进入该第一滤芯装置51的细菌数。具体来说，可将第二滤芯装置52、该紫外光杀菌灯组54与该第一滤芯装置51沿水流方向依序设置；当然，在其他衍生实施例中，第二滤芯装置52与该紫外光杀菌灯组54也可互换位置。又在一较佳实施例中，可同时在该第一滤芯装置51的上游处与下游处都设置上述第二滤芯装置52与该紫外光杀菌灯组54的至少之一者。
<实施例1的滤材的氢气含量及硅酸含量分析>
a.分析方法：
将4.13g实施例1所制得的滤材加入装有1升纯水的容器中后静置，每隔一段时间，量测水的氧化还原电位(mV)及硅酸含量(mg/L)，所得结果如图10所示。氧化还原电位是以电极(厂商:JAQUA；型号:EO221)与氧化还原电位分析主机(厂商:Horiba)量测，硅酸含量是以Merck比色法药品量测。特别说明的是，水中的氢气含量越高时，所测得的氧化还原电位就越低。
b.结果与讨论：
由图10可以发现，随着时间增加，所测得的氧化还原电位会逐渐下降(即氢气含量逐渐升高)，硅酸含量则会逐渐升高，说明以本发明制备方法所制得的滤材作为滤心时，不易发生滤心阻塞，同时也能稳定提升氢水中的氢气含量及硅酸含量。
<实施例4、7与9的滤材的氧化还原电位及硅酸含量分析>
a.分析方法：
量测实施例4、7与9所制得的滤材应用于前述应用例的净水设备时，所产生的过滤水的氧化还电位(mV)及硅酸含量(mg/L)，所得结果整理于下表2。氧化还原电位是以电极(厂商:JAQUA；型号:EO221)与氧化还原电位分析主机(厂商:Horiba)量测，硅酸含量是以Merck比色法药品量测。
表2
Figure BDA0001843235190000151
b.结果与讨论：
由表2可以发现，实施例4、7与9所测得的氧化还原电位皆于-500mV以下，表示水中的氢气含量高，此外，由表2也可以发现，所测得水中的硅酸含量也很高。由前述结果说明以本发明制备方法所制得的滤材作为滤心时，不易发生滤心阻塞，同时也能稳定提升氢水中的氢气含量及硅酸含量。
综上所述，本发明制备方法由于步骤(1)中还混合了黏结材，所以在经压合烧结步骤后所制得的滤材，其活性成分中的纳米硅能借由该黏结材与该过滤材料黏结在一起而不易与该过滤材料分离，且纳米硅被固定于压制成型的滤材中而可于固定的滤道中与水稳定反应，因而以本发明的滤材作为造水设备的滤心时，不易有滤心阻塞及所制得氢水的氢气含量与硅酸含量下降的问题，所以确实能达成本发明的目的。
惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书的保护范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (16)

1.一种滤材的制备方法，其特征在于：所述制备方法包含下列步骤：
(1)提供一个包含活性成分及黏结材的混合材，该活性成分包含过滤材料及纳米硅；及
(2)烧结压合该混合材，得到该滤材。
2.根据权利要求1所述的滤材的制备方法，其特征在于：该活性成分包含多个活性粒子，每个活性粒子包含一个由过滤材料所组成的核心，及多个吸附于该核心上的纳米硅。
3.根据权利要求1所述的滤材的制备方法，其特征在于：该步骤(1)的混合材是利用下列步骤(a)及(b)所得到：
(a)混合该活性成分及该黏结材，形成一个活性混合层；及
(b)混合该过滤材料及该黏结材并部分或完全覆盖该活性混合层，而于该活性混合层表面形成至少一个过滤混合层。
4.根据权利要求2所述的滤材的制备方法，其特征在于：所述活性粒子的过滤材料为第一过滤材料，该步骤(1)的混合材还包含第二过滤材料，且是利用下列步骤(A)及(B)所得到：
(A)混合所述活性粒子与该黏结材，得到第一混合物，以及混合该第二过滤材料与该黏结材，得到第二混合物；及
(B)混合该第一混合物与该第二混合物，得到该混合材。
5.根据权利要求3所述的滤材的制备方法，其特征在于：该步骤(1)的过滤材料包含第一过滤材料及第二过滤材料，且该步骤(a)的活性成分包含第一过滤材料及纳米硅，以及该步骤(b)的过滤材料为第二过滤材料，该第一过滤材料与该第二过滤材料为相同或不相同的过滤材料。
6.根据权利要求1所述的滤材的制备方法，其特征在于：该步骤(1)的活性成分包含至少一种过滤材料，该过滤材料是先与纳米硅混合之后，再一同与该黏结材及另一个相同或相异的过滤材料混合。
7.根据权利要求1所述的滤材的制备方法，其特征在于：该纳米硅具有至少二种不同的粒径。
8.一种滤材，其特征在于：所述滤材包含至少一个硅滤层，该硅滤层包括活性成分及黏结材，该活性成分包含过滤材料及纳米硅。
9.根据权利要求8所述的滤材，其特征在于：该黏结材为多孔性黏结材。
10.根据权利要求8所述的滤材，其特征在于：该活性成分包含多个活性粒子，每个活性粒子包含一个由过滤材料所组成的核心，及多个吸附于该核心上的纳米硅。
11.根据权利要求8所述的滤材，其特征在于：所述滤材还包含两个分别覆盖于该硅滤层的两个相反表面上的过滤层。
12.根据权利要求8所述的滤材，其特征在于：所述滤材还包含一个部分或完全覆盖于该硅滤层表面上的过滤层。
13.根据权利要求8所述的滤材，其特征在于：该纳米硅具有至少二种不同的粒径。
14.根据权利要求10所述的滤材，其特征在于：以所述活性粒子的总重量为100wt％计，所述活性粒子之纳米硅的重量范围为15～40wt％。
15.根据权利要求10所述的滤材，其特征在于：所述活性粒子的过滤材料为第一过滤材料，且该滤材还包含第二过滤材料，所述活性粒子与该第二过滤材料经由该黏结材黏结在一起。
16.根据权利要求10所述的滤材，其特征在于：所述活性粒子的过滤材料为第一过滤材料，且该活性成分还包含第二过滤材料，该第二过滤材料上吸附多个纳米硅，且吸附于该第二过滤材料上的纳米硅数量会少于所述活性粒子中的纳米硅数量。
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