«Por exemplo» não funciona como locução prepositiva. É, antes, uma locução adverbial.
Uma locução prepositiva tem o mesmo comportamento de uma preposição. Antes de mais, uma preposição exige sempre um complemento, o que não é possível com «por exemplo»:
(1) «Penso em ti.»
(2) «Falo sobre este assunto.»
(3) «*Ele fala por exemplo este assunto.»
Uma das propriedades típicas da preposição verifica-se também no facto de exigir a forma oblíqua do pronome que ocorra como seu complemento, o que também não se verifica com «por exemplo»:
(4) «Dirijo-me só a ti.»
(5) «Ele escreve acerca de ti.»
(6) «*Ele fala por exemplo ti.»
Por fim, «As locuções prepositivas incluem obrigatoriamente, na sua parte final, uma preposição simples, tipicamente de ou a (mais raramente em e com), a qual não introduz qualquer significado, servindo exclusivamente de ligação gramatical entre a parte inicial da locução e o seu complemente» (Raposo e Xavier in Raposo et al., Gramática do Português. Fundação Calouste Gulbenkian, p. 1503) Também esta característica não se aplica a «por exemplo».
Assim sendo, «por exemplo» é uma locução adverbial.
Em nome do Ciberdúvidas, agradecemos as gentis palavras que nos endereça.
Disponha sempre!
*assinala a agramaticalidade da frase.