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石墨烯完美的π电子结构导致本征石墨烯作为气敏传感器的使用受限，因此常利用石墨烯自身存在缺陷和引入过渡金属改变石墨烯对气体分子的吸附情况。本文采用GGA-PW91方法研究了O2和CO吸附于本征石墨烯（Gra）、空位石墨烯（D-Gra）、金属负载的石墨烯（M—Gra）和金属负载的D-Gra（M—D-Gra）（M=Ni、Pd、Pt和Al）体系以及三种覆盖度（1/18ML、1/32ML和1/50ML）下的O2和CO吸附体系的吸附能、几何和电子结构。计算结果表明： M-Gra和M-D-Gra体系中M与Gra或D-Gra之间的结合力强弱与M电子结构有关，其中金属M的电负性越强，M与Gra的电荷转移量越大，二者之间结合力越强。在O2、CO-Gra体系，O2和CO与Gra之间相互作用属于弱物理吸附；对O2、CO-M-Gra体系，M的负载使O2和CO从物理吸附转变为化学吸附，吸附O2后M-Gra体系带隙均发生变化，其中Ni-Gra体系带隙变化量最大，即金属Ni负载的石墨烯对O2的敏感性最高；对CO-M-Gra体系，带隙均未打开，但Pt负载石墨烯吸附CO后带隙变化最大，即Pt负载石墨烯对CO的敏感性影响最大。对D-Gra表面，吸附的O2被解离，O与空位处C原子成键；吸附的CO中的C原子补在石墨烯空位处，O原子与空位处两个C原子成键。对M-D-Gra体系，类似于M-Gra，O2和CO与M-D-Gra之间相互作用属于化学吸附；Pt-D-Gra和Al-D-Gra体系吸附O2后带隙变化量最大，即Pt和Al与空位结合对石墨烯吸附O2敏感性影响最强。对CO-M-D-Gra体系，负载Al的空位石墨烯吸附CO后带隙变化量最大，即Al与空位结合对石墨烯吸附CO敏感性影响最强。 三种覆盖度（1/18ML、1/32ML和1/50ML）下的O2和CO在本征石墨烯表面的吸附均为弱物理吸附；当有空位存在时，O2和CO在石墨烯表面的吸附变为化学吸附；对M-Gra体系，金属M在本征石墨烯和空位石墨烯负载的稳定位置不随金属 M的覆盖度变化而变化，吸附能随覆盖度的减小而减小，即金属M与石墨烯之间的结合力增大。对三种覆盖度下的O2和CO吸附的M-Gra体系，Ni、Pt-Gra对低覆盖度（1/32ML和1/50ML）的O2敏感性较高，Pd、Al-Gra对O2的覆盖度不敏感；Ni-Gra体系对覆盖度为1/18ML的CO较为敏感，其它体系对三种覆盖度下的CO敏感低。对三种覆盖度下的O2和CO吸附的M-D-Gra体系，负载金属Ni、Pd和Pt-D-Gra对低覆盖度（1/32ML和1/50ML）O2的敏感性更高，Al—D-Gra对覆盖度为1/32ML的O2敏感度较高；M-D-Gra对CO敏感度随覆盖度的降低而增大，即三种覆盖度下M-D-Gra体系的对覆盖度为1/50ML的CO敏感度最高。本工作将为石墨烯作为气敏传感器研究提供理论依据。