Limbah sekam padi mengandung silika cukup besar namun pemanfaatannya belum optimal. Silika dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan membran. Membran berbahan dasar silika dapat digunakan untuk pemisahan gas N2/O2 namun perlu dimodifikasi untuk meningkatkan hidrofobisitas, selektivitas, dan permeabilitasnya. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan penambahan agen pengarah struktur pori berupa cetiltrimetilamonium bromida (CTAB) dan dicetak pada substrat α-alumina. Sintesis silika dari limbah sekam padi dilakukan dengan kalsinasi dan ekstraksi. Membran silika difabrikasi melalui metode dip-coating dan kalsinasi. Komposisi silika yang dihasilkan dianalisis dengan XRF. Membran silika yang diperoleh dikarakterisasi melalui uji ATR-FTIR, XRD, FESEM-EDX, BET, dan kinerjanya dianalisis dengan alat phomporometri. Kemurnian silika yang diperoleh mencapai  98,94%. Membran silika yang dihasilkan memiliki distribusi Si yang merata dengan diameter pori 77,98 Å dan memiliki performa yang baik. Membran silika ini dapat memisahkan gas N2/O2 dan lebih selektif terhadap O2.