本论文采用直接水热合成法制备了不同过渡金属元素(V, Cr, Mn)改性的ZSM-5分子筛催化剂。利用XRD, XRF, SEM, FT-IR, UV-vis和N2吸附-脱附等分析手段对催化剂结构进行表征,结果表明过渡金属能进入分子筛骨架,且合成的M-ZSM-5(M=V, Cr, Mn)分子筛仍保持典型的MFI结构,改性后的分子筛的比表面积、孔容相对全硅分子筛有所增加。在以M-ZSM-5为催化剂,分子氧为氧化剂的无溶剂体系中考察催化剂在环己烷氧化反应中的催化性能,并探索出最佳反应条件和筛选出该反应体系的最佳催化剂。改性后的催化剂由于过渡金属进入分子筛骨架产生了新的氧化还原活性中心,使催化剂的活性和选择性相对纯硅分子筛有很大的提高。液相无溶剂体系分子氧氧化环己烷的最佳反应条件为：氧气压力1MPa,反应温度120℃下反应3h。不同金属改性的催化剂由于金属的价态、半径等因素的不同导致催化性能不同：V-ZSM-5分子筛用量为0.15g,V的掺杂量为3%时催化活性最高,此时环己烷的转化率可达14.87%,环己醇和环己酮的选择性为92.64%；Cr-ZSM-5分子筛用量为0.12g,Cr的掺杂量为2%时催化活性最高,此时环己烷的转化率为11.43%,环己醇和环己酮的选择性为88.21%；Mn-ZSM-5用量为0.15g,Mn的掺杂量为8%时催化活性最高,此时环己烷的转化率为10.68%,环己醇和环己酮的选择性为90.17%。