Membran PVDF dan PVDF-SiO2 telah berhasil disintesis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan SiO2 pada karakterisasi membran dan kinerjanya. Membran yang sudah dibuat dikarakterisasi menggunakan kuat tarik (tensile strength), sudut kontak (contact angel), FTIR (Fourier Transform Infrared), dan SEM-EDX (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray). Hasil kuat tarik membran PVDF paling baik adalah PVDF 18% dengan nilai modulus young sebesar 0,16 MPa. Penambahan SiO2 pada membran PVDF mampu meningkatkan sifat hidrofilisitas membran dengan penurunan nilai sudut kontak 95,9o menjadi 67,2o, meningkatkan nilai fluks sebesar 41,886 L/m2.jam, dan persen rejeksi sebesar 99,8%. Hasil karakterisasi FTIR membran PVDF dan PVDF-SiO2 menunjukkan puncak Si-OH pada bilangan gelombang 3421.6417 cm-1, Si-O-Si pada bilangan gelombang 1062.6865 cm-1, SiO pada bilangan gelombang 923.1343 cm-1 dan 497.8441 cm-1. Hasil SEM-EDX membran PVDF memliki pori seperti jari kecil yang memanjang serta struktur yang lebih rapat, sedangkan PVDF-SiO2 memiliki pori seperti spons dan ukuran pori lebih besar. Nilai kadar ion logam Pb2+ berhasil diturunkan dengan nilai kadar 10 mg/L menjadi 0,09 mg/L dan 0,02 mg/L.