本发明涉及一种催化反应,具体涉及一种催化氧化装置和方法,所述催化氧化装置,包括依次连通的存储单元、预混单元、微通道反应单元、气液分离单元、固液分离单元和产物纯化单元；所述产物纯化单元还通过循环管道连接至所述预混单元。本发明使用氧气进行氧化、气液相在微通道反应单元进行催化反应的方法将烷烃与氧气充分混合,催化生成氧化产物,不需要硝酸作为氧化剂,大大降低了生产成本,有效地避免了环境污染问题；利用微通道反应器的高效传质特点,极大提高反应效率；产物分离后将反应余液液体及催化剂分散液进行共循环,实现了原料与催化剂等的充分利用。

本发明涉及一种环烷烃的催化氧化方法,该方法包括：在催化剂存在下,使环烷烃和氧化剂接触进行氧化反应,催化剂含有改性纳米碳基材料,改性纳米碳基材料通过在无氧气氛下将纳米碳基材料进行焙烧得到；改性纳米碳基材料的平均粒径为2-50nm。本发明的方法可以在温和的条件下实现对环烷烃的催化氧化,原料的转化率和目标产物的选择性高。