采用第一性原理方法研究了本征石墨烯、硼掺杂石墨烯、空位缺陷石墨烯、空位硼掺杂石墨烯对Co~(2+)离子的吸附作用。通过计算、分析上述不同石墨烯模型吸附Co~(2+)后几何结构、吸附能、电荷转移量及能带结构的变化,发现本征石墨烯与Co~(2+)虽能发生吸附,但吸附效果差;硼掺杂与空位缺陷使石墨烯与Co~(2+)之间的吸附能增大,并使石墨烯能带产生带隙,显著提高了石墨烯对Co~(2+)的吸附性。吸附后的体系态密度分析表明,三种改性石墨烯均与Co~(2+)的态密度曲线发生明显重叠,表明相互之间发生了化学吸附。其中空位缺陷石墨烯对Co~(2+)的吸附性能最优,其次是空位硼掺杂石墨烯,表明空位缺陷石墨烯和空位硼掺杂石墨烯可作为Co~(2+)的检测和吸附去除材料。