随着可持续发展的要求,工业机械的进步,高性能和强生物相容性的润滑油是未来润滑油开发的必然趋势。一些非食用油如棉籽油等是作为生物润滑油生产的优秀原料,但因为天然结构导致性能存在一些缺陷,需要经过化学改性来增强和赋予其一些性能。故本研究以棉籽油为原料,通过多种改性方式,开发高附加值产品和高性能生物基润滑油。棉籽油脂肪酸氧化裂解制备高附加值中短链脂肪醛:通过脂肪酶Candida sp.99-125催化棉籽油水解,然后通过分子精馏提纯和尿素包埋浓缩,不饱和脂肪酸得率达到98.69%。将其在脂肪酶Novozym 435催化下,使用绿色氧化剂H2O2环氧化,10 h的环氧化率达95.1%。以磷钨酸,硝酸锌和2-甲基咪唑作为原料,开发了具有催化H2O2氧化裂解环氧化物的碳氮化钨催化剂,并将其应用于环氧脂肪酸的氧化裂解,最佳的裂解工艺:环氧油酸与H2O2的比例为1∶2,最佳温度为80℃,催化剂添加量为底物质量的1%。在最佳工艺下,2 h的裂解率达到了94.8%,选择性达到了81.2%,且催化剂在6个批次内仍保持了较强的催化活性。将来源于CO2和甘油的碳酸甘油酯与将多种脂肪酸（包括棉籽油脂肪酸及其氧化裂解产物）结合,克服碳酸甘油酯易溶于水和克服脂肪酸凝点高的问题,生产生物基润滑油。以脂肪酶Novozym 435作为酯化催化剂,最优酯化工艺:温度为50℃,碳酸甘油酯和脂肪酸的物质的量之比为1∶1.1,脂肪酶添加量为体系质量的2%,搅拌转速为300 r/min,且持续的通入一定量的干燥空气除水,碳酸甘油酯壬酸酯在30 h的得率达到了95.7%,但反应时间随着脂肪酸组成的不同存在差异。脂肪酶可使用4个批次。得到的碳酸甘油酯脂肪酸均具有较低倾点（-39～-19℃）和较高的粘度指数（131～243）,但粘度存在一定的差距,可满足不用工况的需求。最后,以中短链脂肪酸壬酸作为主要改性试剂,将棉籽油通过水解、酯化、环氧化和开环支化等改性步骤,开发了脂肪酶Candida sp.99-125、脂肪酶Novozym 435和可回收的离子液体[HMIm]PF6结合作为绿色催化剂的合成高粘度低倾点生物润滑油的工艺。开发的生物基润滑油除了出色的低温流动性和粘温性能（倾点=-47℃;40℃时的运动粘度=200.3 mm~2/s;粘度指数=141）之外,还具有出色的热氧化稳定性（氧化起始温度:307.21℃;旋转氧弹:21 min）,其润滑性能也远远优于SN级润滑油（平均摩擦系数:0.07;平均摩斑直径:132μm;油膜覆盖率:100%）。