烟草纤维素是烟草细胞壁的主要成分,是烟叶中最为丰富的碳水化合物,其在烟叶中的含量一般在11%左右,是构成烟叶细胞组织和骨架的基本物质。纤维素热解后会产生较多低级醛类,对烟草的感官品质有不利影响。因此,了解烟草纤维素结构信息和燃烧热解特性对烟草感官品质的评价以及烟草行业开展减害降焦工作有重要意义。目前,运用行业标准法提取出的烟草纤维素仍含有大量的木质素和半纤维素,结构分析方法存在准确度不够高的问题,而且有关烟草纤维素燃烧热解特性与其结构间关系的研究尚未见相关报道。因此,研究烟草纤维素的结构及其燃烧热解特性,可以从微观角度为烟草纤维素燃烧热解特性研究提供可靠的理论依据,从而进一步揭示烟草纤维素结构对烟草总体品质的影响。本论文对烟草纤维素进行了更深入提纯,建立了一种更为准确的结构表征方法,并用所建立的方法对不同烟草样品进行了结构分析。在此基础上,利用热分析技术研究烟草纤维素的热解过程和热解产物,探讨了不同结构烟草纤维素的燃烧热解特性。在充分利用有关文献的基础上,本文进行了以下工作:第一、在采用酸洗洗涤法提取烟草纤维素的基础上,本文对酸洗纤维素进行除木质素、除半纤维素处理,得到本实验中高纯度的烟草纤维素样品。采用交叉极化/魔角旋转13C核磁共振波谱法(CP/MAS13CNMR)分析烟草纤维素样品的结构,结合波谱去卷积技术分别对其NMR波谱的C1区(δ102～108 ppm)和C4区(δ80～92 ppm)进行拟合,通过计算得出烟草样品纤维素晶体结晶度、晶型分布及比例和原纤聚集态尺寸等结构信息,并结合X射线衍射(XRD)技术所测结果作参照。结果显示,烟草纤维素结晶度在50%左右,晶型以Iβ为主要晶体形式,通过C4区吸收峰混合模型拟合得到烟草纤维素基原纤尺寸在3.0-6.0 nm之间,基原纤聚集束的尺寸在6-13 nm。该方法准确性高,可用于烟草样品中纤维素结晶结构参数的快速分析。第二、提取烤烟、香料烟、白肋烟、烟梗样品中的纤维素,并表征它们的结晶结构。采用微燃烧量热仪对烟草纤维素样品的相关燃烧性能参数进行分析,利用热重分析仪比较研究这四种烟草纤维素样品在100%氮气氛和10%氧气浓度下的热解过程,首次探讨了烟草纤维素结构与其燃烧热解特性间的关联。通过分析发现:由于香料烟纤维素在次晶纤维的含量、可及基原纤表面以及基元纤尺寸均明显高于其它三种烟草纤维素,使得其具有较差的易燃性,并且在热解初期热稳定性最差,但在主要热解阶段热稳定性最好。第三、采用热解-气质联用仪分析了烤烟、香料烟、白肋烟、烟梗纤维素样品的热解产物,并用自制的离线热解联用装置比较了它们热解产生羰基化合物的变化规律,并首次探讨了烟草纤维素结构与其热解产物间的关联。研究发现:四种烟草纤维素样品的热解产物都主要是醛、酮、呋喃和脱水糖类,以及少量的醇类、酯类和芳香类化合物,差异主要在热解产物的含量上;羰基化合物的总释放量和每种羰基化合物释放量随温度升高均呈上升趋势,但对香料烟纤维素来说,由于基原纤聚集束尺寸最小,导致其碳基化合物释放量随温度的增幅明显低于其它三种烟草纤维素。本文充分研究了烟草纤维素的结构特征和燃烧热解特性旨在为进一步研究结构对烟草纤维素燃烧热解机制的影响奠定坚实的基础。