基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法研究了气体分子吸附对V掺杂石墨烯的吸附能、电子结构与光学性质的影响.能带结构计算表明:吸附NO_2分子的V掺杂石墨烯的带隙显著增加,从0 e V变为0.368 e V,由金属性转变为半导体特性,而吸附CO与NH_3分子的V掺杂石墨烯的带隙则变化很小.三种吸附构型(NO_2,CO,NH_3)的吸附能分别为-8.499 e V、-2.05 e V和-2.01e V,说明V掺杂石墨烯对NO_2气体分子吸附最强.进而计算了本征、V掺杂石墨烯及其吸附NO_2分子的光学性质,结果表明:随着V掺杂与吸附NO_2气体,石墨烯介电吸收峰值有所增大,介电峰位向低能量区域移动;本征石墨烯仅吸收紫外光,V掺杂石墨烯吸附NO_2分子可以明显拓宽光吸收的光谱范围;掺杂与吸附使得石墨烯光电导率显著增强,能在红外与可见光区产生光电流.上述结果表明V掺杂石墨烯吸附NO_2后材料电子结构和光学性质明显变化,能够作为光学气敏传感材料检测NO_2气体.