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褐煤煤化程度低,热值低,水分含量高,直接燃烧仅利用了其燃料属性,而没有充分发挥其作为化工原料的价值。因此需要对褐煤进行低温热解处理,以丰富其利用途径,提高利用效率。本文以锡林郭勒褐煤为研究对象,采用热重分析技术（TG）、铝甑实验、热重红外光谱联用技术（TG-FTIR）、固相傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）和13C核磁共振技术(13C NMR),研究了煤中共价键的断裂特性、热解挥发性产物的分布特性和生成规律、半焦碳结构和表面官能团的演化规律。通过对比分析焦油、热解水和热解气体的产率与半焦化学结构的相关性,探讨了挥发性热解产物析出过程中半焦化学结构的改变。采用TG技术分析了褐煤的热解行为,探究了低温热解期间半焦中共价键的断裂特性。研究结果表明,低温热解期间主要发生四类化学键的断裂,分别为180℃时煤中结合水的释放与羧酸的分解;376℃时Cal-O/S/N键的断裂;432℃时Cal-Cal/H/N键的断裂和521℃时Car-Cal/O/S键的断裂。采用铝甑实验计算了热解终温为376℃、432℃和521℃时焦油、热解水、热解气体的产率并收集半焦。结合低温热解期间共价键的断裂信息和TG-FTIR实验,探讨了焦油、热解水和热解气体的分布特性和生成规律。采用13C NMR和曲线拟合技术研究了褐煤及其热解半焦的碳结构,结合化学键的断裂信息探究了挥发性热解产物析出过程中半焦碳结构的演化规律。研究表明,低温热解过程半焦中Cal-O键、Cal-Cal键和Car-Cal键的断裂导致脂肪族侧链、小分子芳香族结构和含氧基团衍生物等结构从芳香核簇上脱落,并引起亚甲基侧链的平均长度（Cn）和芳香环取代程度（δ）的降低。脂肪族侧链从半焦上脱落后留下大量高活性的芳香族取代位点,这些取代位点间的相互结合提升了半焦缩合程度（Xb）和芳碳率（fa）。从半焦上脱落的脂肪族侧链、小分子芳香族结构和含氧基团衍生物在热解环境中相互结合,以焦油、热解水和轻质气体的形式在热解过程中不断析出。采用FTIR和曲线拟合法研究了褐煤及其热解半焦的表面官能团结构,结合共价键的断裂信息和挥发性产物的析出特性分析了褐煤表面官能团的演化规律。结果表明,褐煤中表面官能团主要包括芳香族C-H结构,含氧官能团,脂肪族C-H结构和羟基构成的氢键。随着焦油等烃类挥发性气态产物的析出,芳香族C-H结构中的2H和3H变形结构的相对含量降低,4H变形结构相对含量升高,并最终降低了芳环取代程度。含氧官能团以烷基醚和芳基醚（C-O）、醇基醚和酚基醚（C-OH）为主,这四类官能团的化学反应活性低于羧基（O=C-O）和共轭C=O基团的活性。