本发明公开了一种环己烯催化氧化合成环己烯酮的方法。该方法将反应物环己烯、溶剂和固体催化剂加入到反应器中混合，再超声处理形成悬浮液；固体催化剂为碳材料，碳材料为碳纳米管、掺氮碳纳米管、金刚石、石墨或活性炭；溶剂为与环己烯及其氧化产物互溶的有机溶剂；将悬浮液加热至４０℃～１５０℃，通入氧气或者空气作氧化剂，压力为（０．１～５）ＭＰａ，反应（０．１～２０）ｈ；对反应混合物进行分离，得到固体催化剂以及含有反应产物、未反应的反应物和溶剂的液体混合物；分离提纯，得到产物环己烯酮，剩余母液与反应原料混合返回到反应器中。本发明所用非金属催化剂无腐蚀且环境友好，价格便宜，可以重复使用；反应选择性高，活性好。