随着世界反吸烟运动呼声的高涨以及人们对健康问题的日益关注,烟草消费者对卷烟质量及安全性提出了更高的要求。进行烟气中有害成分的研究对提高卷烟制品的质量和商业价值具有重要意义。烟草科技工作者应该在创造烟草低危害品牌和构建烟草减害技术体系的基础上,逐步确立主流烟气中有害成分释放量和减害核心技术方面的优势,为建立适应中式卷烟发展及新型加热非燃烧型烟草制品的开发提供理论基础和技术支撑。本文利用热重联合快速热解燃烧实验平台,对卷烟烟气中有害成分CO、苯并芘(Bap)、4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-丁酮(NNK)和苯酚的释放进行了研究。利用热重实验将烟草划分为四个主要的组分,即易挥发组分、半纤维素、纤维素和木质素,并得到不同组分的含量以及分解区间,形成一套标准方法;同时利用自行研制的适合大量烟草快速热解燃烧的实验平台控制反应温度和停留时间,研究烟气中有害成分在各个温度段的释放情况,并与四个组分的分解区间进行紧密联系,找到烟草组分对烟气中有害成分CO、Bap、NNK和苯酚的贡献情况及数学关系,最终建立通过热重实验即可预测出烟气中有害成分释放量的方法。研究结果表明:不同气氛下CO主要生成的热解温度均是300 ℃左右,氧浓度的升高会促进热解过程中CO的生成,烟气中CO释放量与木质素和焦炭的质量损失总量有很好的数学关系;在空气气氛中,Bap主要在200～400 ℃生成,在氮气气氛中热解时,Bap的主要生成区间是在300～500 ℃,不同气氛下,Bap的生成量没有显著差别,烟气中Bap释放量与此温度区间内纤维素和木质素的质量损失总量有很好的线性相关关系;在空气中热解燃烧时,NNK的主要生成区间是150～250℃,氧气的存在极大地促进了热解过程中NNK的生成,烟气中的NNK除了小部分来自烟丝中的迁移,大部分是在烟丝热解燃烧氧化过程所产生的;易挥发组分中的还原物质对NNK的生成有抑制效果,烟草热解燃烧释放的NNK量与其烟碱及还原糖含量之间有很好的数学关系,硝酸盐和亚硝酸盐均能促进烟草热解燃烧NNK的生成,而添加抗氧化剂能很好的抑制NNK的生成;烟草在氮气气氛中热解时,苯酚主要在200～400℃温度区间内生成,其生成量与200～400℃温度段内烟丝样品热解时半纤维素、纤维素和木质素的质量损失总量有很好的数学关系。以上的数学关系可以间接预测相应成分在卷烟燃烧过程中对各有害物质释放量的贡献,验证实验结果表明,该方法具有可行性。由于无需对各有害物质的前体物进行提取和测定,因此本方法具有更好的应用前景。