Preparation and surface modification of PSF/TiO 2 membranes by DC Ar-plasma were conducted to improve membrane hydrophilicity and gas permeation efficiency. Using TiO 2 as a photocatalyst, photocatalysis could be induced upon the plasma exposure. Radicals from this process led to an increase in the membrane hydrophilicity. In order to improve the dispersion quality of TiO 2 in an organic membrane, methyltrimethoxysilane (TMMS) or ethyltrimethoxysilane (TEMS) was utilized as coupling agents to modify the TiO 2 surface prior to blending. The coupling agents caused organic silane bonds on the TiO 2 surface leading to a better dispersion of nanoparticle on the membrane matrix. The incorporation of modified-TiO 2 tended to decrease membrane water contact angles (WCA) to the lowest value when compared with PSF membranes with unmodified TiO 2 and neat PSF membranes. Results also showed that TMMS could produce better outcomes compared to TEMS. It was found that the modified-TiO 2 could decrease the WCA. More importantly, pressure normalized flux of CO 2 and CH 4 gases of PSF/modified-TiO 2 membrane was found to increase with slightly decrease in the selectivity of CO 2 /CH 4 .Keywords: silane coupling agent, surface modification, gas separation membrane, low pressure DC-plasma, polysulfone Abstrak Penyediaan dan modifikasi permukaan membran PSF/TiO 2 oleh DC Ar-plasma telah dijalankan untuk meningkatkan kehidrofilikan membran dan kecekapan penyerapan gas. Menggunakan TiO 2 sebagai foto-pemangkin, fotopemangkinan dapat didorong apabila terdedah kepada plasma. Radikal daripada proses ini membawa kepada peningkatan dalam kehidrofilikan membran. Untuk meningkatkan kualiti penyebaran TiO 2 dalam membran organik, metiltrimetoksisilana (TMMS) atau etiltrimetoksisilana (TEMS) telah digunakan sebagai agen gandingan untuk mengubah suai permukaan TiO 2 sebelum campuran. Ejen-ejen gandingan menyebabkan ikatan silana organik di permukaan TiO 2 yang membawa kepada penyebaran nanopartikel yang lebih baik pada matriks membran. Penggabungan TiO 2 yang diubahsuai cenderung untuk mengurangkan sudut sentuhan air membran (WCA) kepada nilai yang paling rendah berbanding membran PSF dengan TiO 2 yang tidak diubahsuai dan membran PSF kawalan. Keputusan juga menunjukkan bahawa TMMS boleh menghasilkan hasil yang lebih baik berbanding PPSMI. Ia telah mendapati bahawa TiO 2 yang diubahsuai boleh mengurangkan WCA. Lebih penting lagi, tekanan fluks normal gas CO 2 dan CH 4 daripada membran PSF/TiO 2 yang diubahsuai didapati meningkat dengan sedikit penurunan kepilihan CO 2 /CH 4 .Kata kunci: ejen gandingan silana, modifikasi permukaan, membran pemisahan gas, tekanan rendah dc-plasma, polisulfon