本发明公开了一种去除中性油中二甲苯的方法，属于物质提纯技术领域。本方法是将含钴无机盐和含锰无机盐加入到无水乙醇中混合均匀得到混合溶液，在混合溶液加入沉淀剂并混合均匀，待反应完成后收集沉淀物，将沉淀物进行干燥和煅烧处理，冷却后经研磨得到钴锰双金属催化剂；对二甲苯与中性油的混合溶液加热产生二甲苯蒸汽，将钴锰双金属催化剂置于预设氧气纯度的环境中，并通入二甲苯蒸汽，将二甲苯蒸汽催化氧化去除。本发明使用钴锰双金属催化剂，将二甲苯催化氧化为二氧化碳和水，有效去除中性油中残留的二甲苯，降低了二甲苯的回收与处理成本。