本发明公开了一种含杂原子纳米碳材料及其制备方法，该方法包括将原料纳米碳材料与氧化剂在25‑80℃接触，将经氧化处理的纳米碳材料和有机碱分散在水中，将得到的水分散液于密闭容器中在140‑220℃进行反应，所述有机碱为胺和/或季铵碱，将经有机碱处理的纳米碳材料在550‑1200℃的温度下于非活性气氛中进行焙烧。本发明还公开了采用所述含杂原子纳米碳材料作为催化剂的环己烷氧化方法和烃氧化脱氢方法。本发明的含杂原子纳米碳材料具有明显提高的催化活性。作为环己烷氧化反应的催化剂，能有效地提高氧化反应的效率，获得较高的环己烷转化率和产物选择性；作为烃氧化脱氢反应的催化剂，能明显提高的原料转化率。

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